【正文】 用凸輪控制器或凸輪、主令兩種控制器操作的交流橋式起重機，廣泛使用保護箱。 起重機控制原理分析 起重機的保護箱 起重機電氣控制一般具有下列保護與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)：電動機過載保護；短路電流保 護；失壓保護；控制器的零位保護；行程限位保護；艙蓋、欄桿安全開關(guān)及緊急斷電保護等。與倒拉反接制動下放物件相比，不會出現(xiàn)輕載不但不下降反而上升之弊端。如果加大電動機轉(zhuǎn)子外加電阻，使其正向與反向特性變軟，則合成特性為一條通過坐標(biāo)原點在二、四象限的直線，如圖 所示，此時電動機處于制動狀態(tài)。圖 中曲線 2 分別為正向和圖 下放重載時的倒拉反接制動狀態(tài) 圖 單相電動狀態(tài)機械特性 10 反向旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的機械特性，曲線 3 為合成機械特性。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場都要產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 低速下放或中載時的單相制動狀態(tài) 單相制動狀態(tài)是將電動機定子三相繞組中的任意兩相并聯(lián)后與第三相繞組串聯(lián)接在電源線電壓上，使電動機構(gòu)成單相接電狀態(tài)。 下放重載時的倒拉反接制動狀態(tài) 在下放重型載荷時，為獲得低速下降，確保起重機工作安全平穩(wěn)，常采用倒拉反接制動。此時，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢和電流均改變方 向，產(chǎn)生阻止重物下降的電磁轉(zhuǎn)矩。電動機運行在 na下，以 na速度下放重物。為此，電動機必須向著重物下降方向產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并與重力轉(zhuǎn)矩一起共同克服摩擦阻轉(zhuǎn)矩，強使空鉤或輕載下放，這在起重機中常叫做強迫下降。特性如圖 所示特性，此時電動機處于正向電動狀態(tài)。因此，大車與小車來回移動時，拖動電動機處于正向與反向電動狀態(tài)運行。為實現(xiàn)準確停車，應(yīng)采取制動停車。不允許只有電氣制動而無機械制動，不然發(fā)生電源事故停電時，在無制動力矩作用下，重物將自由下落，造成設(shè)備或人身事故。 8 5)負載放下時，依據(jù)負載大小，拖動電動機可以是 電機狀態(tài)、倒拉反接制動狀態(tài)與再生發(fā)電制動狀態(tài)。 4)提升的第一檔為預(yù)備檔，用以消除傳動間隙，將鋼絲張緊，避免過大的機械沖擊。為此，在 30%額定速度內(nèi)應(yīng)分成幾檔，以便靈活操作。 2) 具有一定的調(diào)速范圍，普通起重機調(diào)速范圍為 3:1，對要求較高的起重機，調(diào)速范圍可達 (5～ 10):1。 4)制成封閉型，具有較強的機械結(jié)構(gòu)，有較大的氣隙，以適應(yīng)多塵土和較大機械沖擊的工作環(huán)境；具有較高的耐熱絕緣等級，允許溫升較高。 2)具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)重載下的起動、制動和反轉(zhuǎn)。在斷續(xù)工作狀態(tài)下用負載持續(xù)率 FC%表示。為了更好地起重行業(yè)更新橋式起重機配套電機的需要，在 YZR系列基礎(chǔ)上運用計算機重新設(shè)計其電磁方案，研究出了 YZRZ 系列起重專用電機。因此，拖動電動機經(jīng)常處于 起動、制動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)工作7 狀態(tài)；同時，負載很不規(guī)律，經(jīng)常承受大的過載和機械沖擊；另外，起重機要求有一定的調(diào)速范圍。關(guān)于工作級別可參閱 GB381183 起重設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。 工作級別 起重機的工作級別是根據(jù)起重機利用等級和載荷狀態(tài)劃分的，它反映了起重機的特性。小車運行速度一般為 30～ 50m／ min。起升速度指吊物 (或其它取物裝置 )在穩(wěn)定運動狀態(tài)下，額定載荷 時的垂直位移速度。 起升高度 吊具或抓取裝置的上極限位置與下極限位置之間的距離，稱為起升高度。起重機械最大起重量在國家標(biāo)準 GB78387 中已有規(guī)定。額定起重量是指起重機允許吊起的物品連同可分吊具重量的總和。 橋式起重機的主要技術(shù)參數(shù) 橋式起重機的主要技術(shù)參數(shù)有起重量、跨度、起升高度、起升速度、運行速度和工作級別等。三根交流電源經(jīng)由三根主滑觸線與滑動的集電刷，引進起重機駕駛室內(nèi)的保護控制柜上再從保護控制柜引出兩相電源至凸輪控制器，另一相稱為電源的公用相，它直接從保護控制柜接到各電動機的定子接線端。軟電纜可隨大、小車的移動而伸展和疊卷。由于起重機在工作時圖 橋式起重機示意圖 1駕駛室 2輔助滑線架 3交流磁力控制屏 4電阻箱 5起重小車 6大車拖動電動機 7端粱 8主滑線 9主粱 6 是經(jīng)常移動的，同時，大車與小車之間、大車與廠房之間都存在相 對運動，因此，要采用可移動的電源設(shè)備供電。小車由起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)組成，小車運行機構(gòu)采用集中驅(qū)動方式。但不允許兩鉤同時提升兩個物件，兩個吊鉤再單獨工作時均只能起吊重量不超過額定重量的重物，當(dāng)兩個吊鉤同時工作時，物件重量不允許超過主鉤的起重量。橋式起重機主要由大車和小車組成橋架機構(gòu)，主鉤和副鉤組成提升機構(gòu)。橋式起重機一般通稱行車或天車。 不形式的起重機分別用在不同的場合。 按吊具不同又可分為吊鉤、抓斗、電磁、兩用 (吊鉤和 可換的抓斗 )橋式起重機。起重設(shè)備有多種形式，有橋式、塔式、門式、旋轉(zhuǎn)式和纜索式等。因此， PLC 在該方面的應(yīng)用具有重要的實用意義和推廣價值。起重機采用 PLC 控制，還能解決傳統(tǒng)控制方式下在操作方面的許多麻煩，包括開閉電機和起升電機在抓斗剛裝料閉合起升時難以同步等問題。這樣既能有效地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備主體的工作性能，又能降低成本、提高效率。由于由于副鉤、大車、小車凸輪控制器之間沒有固定的聯(lián)系，在起重機工作時操作人員勞動強度比較大，容易疲勞，易產(chǎn)生誤操作。 2） 拖動電動機容量大，啟動時電流對電網(wǎng)沖擊大，而且都是慣性負載，機械沖擊也較大，機械設(shè)備使用壽命短，操作人員的安全系數(shù)較差，設(shè)備運行可靠性低。同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的電阻因灰塵、設(shè)備震動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。 本設(shè)計中 20/5 噸橋式起重機電氣驅(qū)動系統(tǒng)分為主鉤、副鉤、小車、大車四部分。特別是設(shè)備主體的工作性能還十分穩(wěn) 定和可靠，只是在新技術(shù)的應(yīng)用上跟不上時代的發(fā)展，運行中的消耗偏高，效率較低，控制性能不夠優(yōu)越。第三階段是高級階段，目前正在來到。由于采用了分散的結(jié)構(gòu)和冗余等技術(shù)，使系統(tǒng)的可 靠性極高，再加上硬件方面的開放式框架和軟件方面的模塊化形式，3 使得它組態(tài)、擴展極為方便，還有眾多的控制算法 (幾十至上百種 ) 、較好的人 — 機界面和故障檢測報告功能。 1975 年，世界上第一臺分散控制系統(tǒng)在美國 Honeywe 公司問世，從而揭開了過程控制嶄新的一頁。這階段的建模理論、在線辨識和實時控制已突破前期的形式，繼而涌現(xiàn) 了大量的先進控制系統(tǒng)和高級控制策略，如克服對象特性時變和環(huán)境干擾等不確定影響的自適應(yīng)控制，消除因模型失配而產(chǎn)生不良影響的預(yù)測控制等。這與當(dāng)時生產(chǎn)水平是相適應(yīng)的。其中 70 年代既是古典控制應(yīng)用發(fā)展的鼎盛時期，又是現(xiàn)代控制應(yīng)用發(fā)展的初期， 90 年代初既是現(xiàn)代控制應(yīng)用發(fā)展的繁榮時期，又是高級控制發(fā)展的初期。在自動控制時期內(nèi)，過程控制系統(tǒng)又經(jīng)歷了三個發(fā)展階段 , 它們是：分散控制階段 , 集中控制階段和集散控制階段。在本世紀30 年代就已有應(yīng)用。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 畢業(yè)論文題目 ： 橋式起重機 PLC 控制改造設(shè)計 1 目 錄 第 1 章 緒 論 ....................................................................................................................... 1 過程控制技術(shù)的發(fā)展概述 ..................................................................................... 2 對起重機控制電路進行 PLC 改造的意義 ............................................................ 3 本設(shè)計的主要內(nèi)容 ................................................................................................. 4 第 2 章 橋式起重機電氣控制 ............................................................................................... 4 橋式起重機簡介 ..................................................................................................... 4 橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求 ......................................................... 6 起重機電動機的工作狀態(tài)分析 ............................................................................. 8 起重機控制原理分析 ........................................................................................... 10 第 3 章 起重機 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................. 21 可編程序控制器的功能和特點 ........................................................................... 21 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計基本原則與主要內(nèi)容 ........................................................ 22 PLC 硬件的選擇 .................................................................................................... 24 節(jié)省 PLC 輸入輸出點數(shù)的方法 ........................................................................... 27 PLC 的選型設(shè)計 .................................................................................................... 29 第 4 章 橋式起重機 PLC 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計 ................................................................. 40 PLC 控制程序設(shè)計的一般步驟 ............................................................................ 40 橋式起重機控制程序的設(shè)計 ............................................................................... 41 第 5 章 橋式起重機 PLC 控制系統(tǒng)的檢修 ......................................................................... 50 橋式起重機常見故障及可能原因 ....................................................................... 50 20/5T 橋式起重機電氣控制線路的常見故障檢修 ............................................ 51 參考文獻 ................................................................................................................................. 53 結(jié)束語 ........................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 2 第 1 章 緒 論 過程控制技術(shù)的發(fā)展概述 在現(xiàn)代工業(yè)控制中 , 過程控制技術(shù)是一歷史較為久遠的分支。過程控制技術(shù)發(fā)展至今天 , 在控制方 式上經(jīng)歷了從人工控制到自動控制兩個發(fā)展時期。 從過程控制采用的理論與技術(shù)手段來看，可以粗略地把它劃為三個階段：開始到 70 年代為第一階段， 70 年代至 90 年代初為第二階段， 90 年代初為第三階段開始。第一階段是初級階段，包括人工控制，以古典控制理論為主要基礎(chǔ)，采 用常規(guī)氣動、液動和電動儀表，對生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力和液位進行控制，在諸多控制系統(tǒng)中，以單回路結(jié)構(gòu)、 PID 策略為主，同時針對不同的對象與要求，創(chuàng)造了一些專門的控制系統(tǒng)，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滯后的 Smith 預(yù)估器，克服干擾的前饋控制和串