【正文】 鈕稍大。主令控制器主要用于要求按一定順序頻繁操縱的控制線路中，如繞線電動機按順序切除轉(zhuǎn)子附加電阻，也可實現(xiàn)與其它控制線路聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)換的目的。 控制電路特點1)可逆不對稱電路；2)主令控制器檔數(shù)為303，12個回路；3)電動機轉(zhuǎn)子串接電阻級數(shù)：當被控制電動機功率為100kW及其以下時為4級可短接電阻，125kW以上時為5級；其中第一、二級電阻系手動控制切除，其余由時間繼電器自動控制切除，；4)下降“1”檔為倒拉反接制動檔，可實現(xiàn)重型負載的低速下降。本設計中，20/5t交流橋式起重機的起升機構主鉤采用的是POS1型主令控制電路，它是由主令控制器發(fā)出動作指令，使磁力控制屏中各相應接觸器動作，來換接電路，控制起升機構電動機按與之相應的運行狀態(tài)來完成各種起重吊運工作。3)起重機工作繁重，操作頻繁，要求減輕司機勞動強度，要求電氣設備具有較高壽命。 XQB12504F/口型保護箱的電氣原理圖 起升機構控制原理分析（主鉤和副鉤）橋式起重機的起升機構一般采用凸輪控制器或主令控制器操作，由于主令控制器與磁力控制屏組成的控制電路較復雜，使用元件多，成本高，故一般在以下情況下采用主令控制器控制：1)拖動電動機容量大，凸輪控制器容量不夠。它用來保護5臺繞線轉(zhuǎn)子感應電動機，大車為分別驅(qū)動。起重機上用的標準保護盤為XQB1系列。采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。 單相制動狀態(tài)機械特性 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原點在二、四象限的直線，此時電動機處于制動狀態(tài)。、2分別為正向和反向旋轉(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。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，造成設備或人身事故。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，具有較強的機械結構，有較大的氣隙，以適應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系列基礎上運用計算機重新設計其電磁方案，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。關于工作級別可參閱GB381183起重設計規(guī)范中的有關規(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參數(shù)橋式起重機的主要技術參數(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備供電。小車由起升機構和小車運行機構組成，小車運行機構采用集中驅(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，主鉤和副鉤組成提升機構。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，機械設備使用壽命短，操作人員的安全系數(shù)較差，設備運行可靠性低。同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的電阻因灰塵、設備震動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。本設計中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。特別是設備主體的工作性能還十分穩(wěn)定和可靠，只是在新技術的應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構和冗余等技術，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，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控制，消除因模型失配而產(chǎn)生不良影響的預測控制等。這與當時生產(chǎn)水平是相適應的。其中70 年代既是古典控制應用發(fā)展的鼎盛時期，又是現(xiàn)代控制應用發(fā)展的初期，90 年代初既是現(xiàn)代控制應用發(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 年代就已有應用。設計要求：把上述起重機的繼電接觸器控制系統(tǒng)改造成PLC控制，完成控制系統(tǒng)圖繪制和PLC接線圖的設計，主要完成PLC的選型設計和地址分配。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 畢業(yè)設計（論文）任務如下：畢業(yè)設計（論文）課題：橋式起重機PLC控制改造設計原始資料：橋式起重機電路原理圖3張，起重機電氣元件表一個，該起重機的主鉤采用主令控制器控制，副鉤、大車、小車行走機構采用凸輪控制器控制，該起重機過載保護采用過流繼電器，各方向均設有行程限位開關。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文）成績評定書畢業(yè)設計（論文）課題：橋式起重機PLC控制改造設計經(jīng)畢業(yè)設計（論文）答辯，評定該同學的畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)? 畢業(yè)設計（論文）答辯委員： 2012年 月 日畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。整個起重機控制系統(tǒng)共有5臺電動機。設計時間：指導教師： 教務處主任： 年 月 日指導人評語：成績： 指導人： 年 月 日評閱人評語：成績： 評閱人： 年 月 日目 錄第1章 緒 論 1 過程控制技術的發(fā)展概述 2 對起重機控制電路進行PLC改造的意義 3 本設計的主要內(nèi)容 4第2章 橋式起重機電氣控制 5 橋式起重機簡介 5 橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求 7 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)的設計 21 可編程序控制器的功能和特點 21 PLC控制系統(tǒng)的設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的選型設計 29第4章 橋式起重機PLC控制系統(tǒng)的程序設計 39 PLC控制程序設計的一般步驟 39 橋式起重機控制程序的設計 40第5章 橋式起重機PLC控制系統(tǒng)的檢修 49 橋式起重機常見故障及可能原因 49 20/5T橋式起重機電氣控制線路的常見故障檢修 50參考文獻 53結束語 54第1章 緒 論 過程控制技術的發(fā)展概述在現(xiàn)代工業(yè)控制中, 過程控制技術是一歷史較為久遠的分支。過程控制技術發(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，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，以單回路結構、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 預估器，克服干擾的前饋控制和串級控制等等，這階段的主要任務是穩(wěn)定系統(tǒng)，實現(xiàn)定值控制。第二階段是發(fā)展階段，以現(xiàn)代控制理論為主要基礎，以微型計算機和高檔儀表為工具，對較復雜的工業(yè)過程進行控制。這階段的主要任務是克服干擾和模型變化，滿足復雜的工藝要求，提高控制質(zhì)量。分散控制系統(tǒng)也叫集散控制系統(tǒng)，它綜合了計算機技術、控制技術、通信技術和顯示技術，采用多層分級的結構形式,按總體分散、管理集中的原則，完成對工業(yè)過程的操作、監(jiān)視、控制。經(jīng)過20多年的發(fā)展，它已日臻完善，在眾多的控制系統(tǒng)中，顯示出出類拔萃的風范，因此，可以毫不夸張地說，分散控制系統(tǒng)是過程控制發(fā)展史上的一個里程碑。 對起重機控制電路進行PLC改造的意義目前，在企業(yè)中運行著的許多生產(chǎn)設備在控制技術方面都趨于落后和老化，但并未完成設備的設計壽命。在這種情況下，若只為追求新技術的應用而提前進行設備的更新?lián)Q代，將造成極大的浪費，同時增大設備投資的回收難度，提高企業(yè)的產(chǎn)品成本。在原傳動控制中，采用轉(zhuǎn)子串接電阻的調(diào)速方式，其設備存在缺點如下：1） 起重機每天需進行大量的裝卸操作，由于繞線式電機調(diào)速是通過電氣驅(qū)動系統(tǒng)中的主要控制元件——交直流接觸器和斷開電動機上的串接電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。因而設備故障率比較高，維修工作量比較大。3） 起重機工作的協(xié)調(diào)性主要靠操作人員的熟練程度。要解決上述問題，最有前途的作法是對現(xiàn)有設備進行技術改造，提高舊設備的新技術含量。采用PLC（可編程控制器）來控制橋式起重機的運行，可以充分體現(xiàn)出PLC所具有的功能強，可靠性高、編程簡單、使用方便、體積小巧等優(yōu)點。同時，通過采用PLC控制可以減輕工人的勞動強度，提高抓斗橋式起重機的工作性能。 本設計的主要內(nèi)容1)電氣控制系統(tǒng)的設計方法2)繼