毕业论文-基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计37959

毕业论文-基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计37959 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计 基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计 摘要:桥式起重机作为物料搬运系统中一种典型设备～在企业生产活动中应用广泛作用显著～因此对于提高桥式起重机的运行效率～确保运行的安全可靠性～降低物料搬运成本是十分重要。传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制～采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速～这种控制系统存在可靠性差～操作复杂～故障率高。电能浪费大～效率低等缺点。 针对桥式起重机控制系统中存在的上述问题～把可编程序控制器和变频器应用于桥式起重机控制系统上～并进行了较详细的设计。 1.根据桥式起重机的运行特点～桥式起重机控制系统采用PLC控制系统、变频调速系统等组成。 2.PLC系统采用三菱公司产品～能控制起重机大车、小车的运行方向和速度;吊钩的升、降方向及速度～同时能检测各个电机故障现象～减小了传统继电—接触式控制系统的中间环节。减少了硬件和控制线～极大提高了系统的稳定性～可靠性。 3. 实验表明～采用PLC该控制系统～使桥式起重机工作可靠～使用方便～同时具有动态显示的功能～节能效果好明显。 关键词: 可编程序控制器,变频调速,桥式起重机,电气控制系统 1 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计 Frequency of Bridge Crane Based on PLC Control System Design Abstract:The bridge crane carries a kind of typical equipment in the supplies system，so it have extensive function in the activity of Producing enterprise，so it important improve the bridge crane operational efficiency，guarantee the safe reliability to be operated，reduce the cost of the supplies carrying. But the traditional bridge crane control system mainly adopts relay and contactor to control bridge crane，adopt the methods of Wire winding bunch of resistance to start and adjust speed of motor，the control system have many disadvantages， for example: dependability is bad， it is complicated to operate，fault rate is high .the electric energy is wasted greatly，efficiency is low. To the question that exist in the bridge crane control system，the Paper apply Programmable have candied on deeper Controller and frequency converter on control system of bridge crane， research . Irrelevant respects. 1. According to the operation characteristic of bridge crane，bridge crane control system adopt PLC control system and frequency conversion system. 2. PLC system adopts the Mitsubishi Company Products，can control the crane cart，ear operation direction and change speed ;To rise，lower liver direction and change speed，can measure each motor trouble Phenomenon，have reduced traditional electricity-Contact-type control system of intermediate link . it reduce the hardware and control line，has improved systematic stability ， dependability greatly . 3. The experimental result indicates ，adopt PLC control system ，it is reliable to make the bridge crane work，easy to use，have dynamical shown function，energy-conservation is effectual. Key words: PLC; frequency conversion; bridge crane; electrical control system 2 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计 目录 1 绪论....................................................1 1.1桥式起重机的概述..............................................1 1.2 桥式起重机的发展趋势............................................2 1.3 课题研究的目的和意义及基本参数..................................3 2 变频调速控制技术的基本原理..............................5 2.1变频调速原理简介.................................................5 2.2 变频器简介......................................................8 2.2.1变频器的主电路.................................................8 2.2.2变频器的控制电路...............................................9 2.2.3现在变频调速的控制方法........................................10 2.3 凸轮控制器简介.................................................11 2.3.1 凸轮控制器的结构.............................................11 2.3.2凸轮控制器控制电路............................................12 2.4 主令控制器简介.................................................14 3 桥式起重机系统总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计和部件选用..................15 3.1 系统总体方案设计...............................................15 3.2电机的选用......................................................15 3.2.1变频调速对电机的要求..........................................16 3.2.2变频起重机系统中电机的选型....................................16 3.2.3电机冷却......................................................16 3.2.4计算及电机的选取..............................................17 3.3 变频器的选用...................................................20 3.3.1变频器选型....................................................20 3.3.2变频器选择及电流验证..........................................20 3.4 常用辅助件的选择...............................................22 3 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计 4 PLC在桥式起重机变频控制系统的应用......................25 4.1本系统中可编程控制器的选择及其特点..............................25 4.1.1 PLC概述…....................................................25 4.1.2 PLC 系统选择型——三菱FX2N—48ER.............................25 4.1.3三菱FX2N系列PLC特点及主要硬件介绍............................25 4.2变频调速起重机控制系统设计......................................27 4.2.1系统控制的功能和要求..........................................27 4.2.2控制系统的I/O点及地址分配....................................27 5桥式起重机变频控制系统软件设计..........................29 5.1系统的控制程序设计..............................................29 5.1.1主钩和副钩起升机构的控制程序及梯形图..........................29 5.1.2大车和小车运行机构的控制程序及梯形图..........................32 5.1.3系统抗干扰措施................................................34 5.2 PLC与变频器的通信接线图.......................................35 附录...............................................................36 总结...............................................................37 致 谢..............................................................38 参考文献...........................................................39 4 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 1 绪论 1.1桥式起重机的概述 起重机是一种用来起重与空中搬运重物的起重运输机械，广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。它对减轻工人劳动强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械化起着重要作用，是现代化生产中不可缺少的工具。根据其运动形式不同，分为桥式类起重机与臂架式旋转起重机。桥式类起重机又分为通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。 通用桥式起重机是机械制造工业和冶金工业中最广泛使用的起重机械，又称“天车”或“行车”，它是一种横架在固定的跨间上空用来吊运各种物件的设备。桥式起重机按起吊装置不同，可分为吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起重机等等。其中以吊钩桥式起重机应用最广。本章以吊钩桥式起重机的电气设备进行讨论与分析。 1、桥式起重机的结构 桥式起重机一般由桥架(又称大车)、装有提升机构的小车、大车移行机构、操纵室、小车导电装置(辅助滑线)、起重机总电源导电装置(主滑线)等部分组成。图1-1为桥式起重机总体示意图。 图1-1桥式起重机整体示意图 1-驾驶室2-辅助滑线3-磁力控制器4-起重小车5-大车拖动电动机6-端梁7-主滑线8-主梁9-电阻箱 1 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 1.2 桥式起重机的发展趋势 起重机作为一种古老的机械，时至今日，在其承载结构、驱动机构、取物装置、控制系统及安全装置各方面都有了很大的发展，其设计理论、制造工艺。检测手段等都逐渐提出新的使用要求，起重机的种类、形式也需要相应地发展和创新，性能参数也需要不断变化与提高。由于现代设计方法的建立和计算机辅助设计手段的应用，使起重机设计思维观念和方法有了进一步的更新。因此，起重机将向现代化、智能化、更安全可靠的方向发展。 当今，起重机发展的主要趋势有以下几点: 1.向大型化、高效率化发展。目前，世界上最大的浮式起重机起重重量达6500t，最大的履带起重机起重重量为3000t，最大桥式起重机起重重量为1200t。带式输送机最大带宽达3.2m，输送能力最大为3.7t/h，单机最大输送距离超过30km。自动化立体库堆垛机最大运行能力为240m/min。 2.向自动化、智能化、集成化和信息化发展。机械技术和电子技术相结合，将先进的微电子技术、电力电子技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现自动化和智能化，以适应多批次少批量的柔性生产模式。目前已经出现了能自动装卸物料、有精确位置检测和自动化过程控制的桥式起重机。起重机上还装有微机自诊断监控系统，对于自身的运行状态进行监测和维护。 3.向成套化，系统化和规模化发展。将各种起重运输机械的单元组合为成套系统，加强生产设备与物料搬运机械的有机结合，提高自动化程度，改善人机系统。重点发展的有港口散料和集装箱装卸系统、工厂生产搬运自动化系统、自动化立体仓库系统、商业货物配送集散系统、交通运输部门和邮政部门邮件的自动分拣与搬运系统等。 4(向模块化、组合化、系列化和通用化发展。许多通用起重运输机械是成系列成批量的产品。为了降低制造成本，提高通用化程度，可采用模块组合的方式，用较少规格的零部件和各种模块组成多品种、多规格和多用途的系列产品，充分满足各类用户的需要。也可使单件小批量生产起重运输机械的方式改换成具有相当批量和规模的模块生产，实现高效率的专业化生产。 5(向小型化、轻型化发展。有相当数量的起重运输机械作业并不十分频繁。 2 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 为了考虑综合效益，要求这部分起重运输机械尽量减少外形尺寸，简化结构，降低造价和使用维护费用，按最新设计理论开发出来的这类设备比我国用传统理论设计的同类产品自重轻20,。由于自重轻、轮压小、外形尺寸小，使结构的建造费用和起重机运行费用也大大减少。 6(采用新理论、新方法、新技术提高设计质量。通过计算机模拟与仿真，开展对起重运输机械载荷变化规律、动态特性和疲劳特性的研究，寻求参数与机种的最佳匹配与组合;开展对可靠性的试验研究，全面采用极限状态设计法、概率设计法和可靠性设计等，利用CAD提高设计效率与质量，与计算机辅助制造系统相衔接，实现产品设计与制造一体化。 (用新结构、新部件、新材料和新工艺提高产品性能。结构方面采用薄壁7 型材和异型钢，减少结构的拼接焊缝，采用各种高强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，减轻自重和美化外形。在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构，以焊代铸，采用机电液一体化技术，提高使用性能和可靠性。开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统。今后还会更加注重起重运输机械的安全性，重视司机的工作条件。 桥式起重机是桥架式起重机的一种，它依靠升降机构和水平运动机构在两个互相垂直的方向运动，能在矩形场地及上空完成操作，是各种生产企业广泛使用的一种起重运输设备。它具有承载能力大、可靠性高、结构相对简单等优点，随着经济建设的发展，用户对起重机的性能要求越来越高，而早期的起重机已无法满足要求，因此需要对起重机的控制方式进行改进，满足工业生产的需要。 1.3课题研究的目的和意义 近年来，随着计算技术和电力电子器件的迅猛发展，同时也带动电气传动和自动化控制领域的发展。其中，具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应用，为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机应用提供了有利条件。变频技术的运用使得起重机的整体特性得到较大提高，可以解决传统桥式起重机控制系统存在的争夺问题，变频调速以其可靠性好、高品质的调速性能、节能效益显著的特性在起重机运输机械行业中具有广泛的发展前景。 变频调速装置的先进性能特别适用于起重机的恶劣工况，对改善起重机的调 3 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 速性能，提高工作效率和功率因素，减小起制动冲击以及增加起重机使用的安全可靠是非常有益的。相对发达国家而言，我国的相关技术水平差距较大，主要技术难度体现在:起重机对电控系统运行的稳定性和可靠性要求越来越高，起重机的起重量及运行速度等技术参数越来越大，起重机的自动化程度越来越高，起重机对管理和通讯的性能要求越来越严格。为此，有必要对桥式起重机电控系统进行开发应用。由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重量得起重机;提高工作速度、扩大调速范围;提高金属结构、机构和电气设备的可靠性和使用寿命;改善司机操作条件，保证作业安全，提高自动化控制程度和扩大远距离控制系统的使用范围。 本课题桥式起重机基本参数: 该机的起重量为20/5吨，其跨度(L)为19.5m主钩起升速度为7.5m/min，副钩起升速度为15m/min。大车运行速度为75m/min，小车运行速度为45m/min。 4 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 2 变频调速控制技术的基本原理 2.1变频调速原理简介 异步电动机的转速公式为: 60fn=(1-s) (2.1) p 其中: n---异步电机的转速，单位为r/min; f---定子的电源频率，单位为Hz; s---电动机的转速滑差率; p---电动机的极对数。 由上式(2.1)可知，如果改变输入电动机的电源频率f，则可相应改变电动机的输出转速。 在电动机调速时，一个重要的因素是希望保持每极磁通量为额定值不,m变。磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费;若要增大磁通，又会使磁通饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因为绕组过热而损坏电动机。对于直流电动机来说，励磁是独立的，所以只要对电枢反应的补偿合适，保持,m不变是很容易做到的。在交流异步电动机中，磁通是定子和转子合成产生的。 三相异步电动机每相电动势的有效值是: E=4.44Nk (2.2) f,gsNs1m E式中: ---气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值，单位为V; g f---定子频率，单位为Hz; 1 N ---定子每现绕组串联匝数; s k ---与绕组结构有关的绕组系数; Ns , ---每极气隙磁通量，单位为wb; m Ef, 由公式可知，只要控制好和便可以控制磁通不变，需要考虑基频g1m (额定频率)基频以下和基频以上两种情况: 5 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 1、 基频以下调速 即采用恒定的电动势。有上式(2.2)可知，要保持不变，当频率从额,f1m 定值向下调节时，必须同时降低，使/=常数，即采用电动势与频率之fEEf1N111 比恒定的控制方式。然而，绕组中的感应电动势是难以控制的，当电动势较高时，可以忽略定子电子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压?，则得 EV11 /=常数。 (2.3) Vf11 这是恒频率比的控制方式。在恒频率比条件下改变频率时，我们能够证明:机械特性基本上是平行下移的，如图2-1所示。 图2-1 基频以下调速时的机械特性 这和他励直流变压调速的特性相似，所不同的是，当转矩增大到最大值以后，特性曲线就折回来了。如果电动机在不同转速下都具有额定电流，则电都能在温升允许条件下长期运行，这时转矩基本上随磁通变化，所以转矩也恒定。根据电机与拖动原理，在基频以下调速属于“恒转矩调速”的性质。在低频时，V1E和都较小，定子阻抗压降所占的分量都比较显著，不能再忽略。这时，可以1 V人为的把电压抬高一些，以便近似的补偿定子压降。带定子压降补偿的恒功1 率比控制特性为2线，无补偿的为1线。 如图2-2所示: 6 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 图2-2 恒压频比控制特性 2、 基频以上调速 在基频以上调速时，频率可以从往上增高，但电压不能超过额定电压fV1N1 ，最多只能保持=。由式2.2可知，这将迫使磁通随频率升高而降低，VVV1N1N1 相当于直流电机弱磁升速的情况。 在基频以上变频调速时，由于电压=不变，我们不难证明当频率提fVV1N1N1 高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，如图2-3所示。 图2-3 基频以上调速时的机械特性 由于频率提高而电压不变，气隙磁动势必然减弱，导致转矩减小。由于转速升高了，可认为输出功率基本不变。所以，基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。 把基频以下和基频以上两种情况结合起来，可得图1-4所示的异步电动机变频调 7 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 速控制特性。 图2-4 异步电动机变频调速控制特性 应该注意，以上分析的机械特性都是在正弦电压供电下的情况。如果电源含有谐波，将使机械特性受到扭曲变形，并增加电机只能中的损耗。因此在选购变频器时，变频器输出的谐波越小越好。 2.2 变频器简介 2.2.1变频器的主电路 这里主要介绍电压源型交-直-交变频器主电路的基本结构如图2-5所示。 图2-5变频器主电路 8 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) (1)电力电子开关器件 电力半导体器件己经历了以晶闸管为代表的分立器件，以可关断晶闸管(GTO)，巨型晶体管(GTR)，功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的功率集成器件(PID),以智能化功率集成电路(SPIC)，高压功率集成电路(HVIC)为代表的功率集成电路(PIC)等三个发展时期。从晶闸管发展到PID, PIC通过门极或栅极控制脉冲可实现器件导通与关断的全控器件。在器件的控制模式上，从电流型控制模式及发展到电压型控制模式，不仅大大降低了门极(栅极)的控制功率，而且大大提高了器件导通与关断的转换速度，从而使器件的工作频率不断提高。在器件结构上，从分立器件发展到由分立器件组合成功率变换电路的初级模块，继而将功率变换电路与触发控制电路、缓冲电路、检测电路等组合在一起的复杂模块。 (2)整流电路 一般的三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成。它的主要作用是对工频的外部电源进行整流，并给逆变电路和控制电路提供所需要的直流电源。整流电路按其控制方式，可以是直流电压源，也可以是直流电流源。 (3)逆变电路 逆变电路是利用六个半导体开关器件组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中的主开关元器件的通与断，得到任意频率的三相交流电输出。它的主要作用是在控制电路的控制下，将平滑电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，它被用来实现对异步电动机的调速控制。 2.2.2变频器的控制电路 变频器控制电路包括主控电路、信号检测电路、门极驱动电路、外部接口电路以及保护电路等几个部分，是变频器的核心部分。控制电路的优劣决定了变频器的优劣。控制电路的主要作用是完成对逆变器开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。 现代通用变频器都是数字式控制的，微处理器(CPU)是控制电路的核心器件，它通过输入接口和通信接口取得外部控制信号，通过检测电路取得输出电压、 9 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 电流、温度等运行参数，根据设置的运行方式，进行U/f控制或者矢量控制，将控制命令传送给SPWM(以逼近正弦波形为特征的交流脉宽调制也称正弦脉宽调制)控制集成电路，去触发逆变器。微处理器的控制程序存储在存储器中，用户通过参数设置可以改变程序的计算参数和机构。 变频器的控制接口(包括模拟量输入输出接口和开关量输入输出接口)用于变频器与外部交换信息。开关输入接口接收外部的逻辑控制命令，开关输出接口向外部发出变频器运行、故障等状态信号;模拟量输出接口向外部提供变频器的频率、电流等运行参数。 变频器的通信接口提供以通信方式与外部其他设备交换信息的功能，它的作用与控制接口类似，但允许数量更多的信息交换。有的变频器把通信口作为 标准 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图2-2为凸轮控制器的结构原理图。当转轴在手柄扳动下转动时，固定在轴上的凸轮同轴一起转动，当凸轮的凸起部位支住带动动触点杠杆上的滚子时，便将动触点与静触点分开;当转轴带动凸轮转动到凸轮凹处与滚子相对时，动触点在弹簧作用下，使动静触点紧密接触，从而实现触点接通或断开的目的。 图2-6凸轮控制器的结构原理图 (a)整体结构图(b)某一层凸轮结构图(c)结构原理图 1-静触点2-动触点3-触点弹簧4-复位弹簧5-滚轮6-绝缘方轴7-凸轮8-灭弧及 11 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 灭弧罩9-联板10-手轮 2.3.2凸轮控制器控制电路 图2-3为KT10-25J/1、KT14-25J/1、KT10-60J/1、KT14-60J/1型凸轮控制器原理图，用来控制起重机平移机构或提升机构的电动机。 图2-7为KT型凸轮控制器原理图 1、控制电路分析 由图2-7可知，凸轮控制器SA在零位时有9对常开触点，3对常闭触点。其中对主触点用于电动机正反转控制;另5对主触点用于接入与切除电动机转子不4 对称电阻。控制器3对常闭触点用来实现零位保护、并配合两个运动方向的行程开关， SQl.. SQ2来实现限位保护。 控制电路设有过电流继电器KAI----KA3实现电动机过电流保护，紧急事故开关QS3实现事故保护，操纵室顶端舱口开关SQ4实现大车顶上无人且舱口关好才可开车的安全保护等。 凸轮控制器是桥式起重机的主要电气控制设备，电动机的起停、调速、反向 12 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 及正反转的联锁等功能都由凸轮控制器完成。目前应用较多的是KT10、KT12及KT14型，额定电流有25A和60A两种。 一般20/5吨桥式起重机所用的凸轮控制器由三台KT12-25J/1凸轮控制器分别控制大车、小车及吊钩电动机。凸轮控制器有电动机工作电源供给部分、电阻器切换部分和安全保护部分。这三部分分别由凸轮控制的12对触点进行控制，其中4对为电源控制用，5对为电阻切换用，2对起限位作用，还有1对为零位控制安全保护作用。 轮控制器按重复短时工作制设计，其通电持续率为25%。如用于间断长期工作制时，其发热电流不应大于额定电流。凸轮控制器技术数据见表1。 表1 KT14系列凸轮控制器主要技术数据 型 号 额定电压额定电流位置数 最大功率额定操作 最大工作 /V /A /KW 频率/次/h 周期/min 左 右 KT14-25J/1 5 5 11 25 600 10 KT14-25J/2 5 5 2*5.5 KT14-25J/3 1 1 5.5 380 KT14-60J/1 5 5 30 KT14-60J/2 60 5 5 2*11 600 10 KT14-60J/3 5 5 2*11 凸轮控制器的功能: , 控制电动机的启动与停止。 , 改变电动机的运动方向。 , 控制电阻器来限制电动机的启动电流并获得较大的启动转矩。 , 切换电阻器的电阻值调节电动机的转速。 , 可以适应起重机所要求的频繁启动与变速要求 , 可以防止起重机运动机构超过极限位置 , 保证在零位启动 25J/1的根据20/5T桥式起重机特点及电动机的因数，故选用型号为KT14-凸轮控制器。 13 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 2.4 主令控制器简介 主令控制器是按照预定程序用以频繁切换复杂的多回路控制电路的主令电器。主要用作起重机、轧钢机及其它生产机械磁力控制盘的主令控制。 主令控制器的结构与工作原理基本上与凸轮控制器相同，也是利用凸轮来控制触点的断合。主令控制器由触点、凸轮、定位机构、转轴、面板及支承件等部分组成。 桥式起重机中常用的主令控制器有LK16、LK18系列。其技术数据为:交流50HZ，额定工作电压380V及直流220V一下;额定发热电流10A;额定操作频率1200次/h;LK18在380V电压，接通电流26A，=0.7,分断电流2.6A，=0.4cos,cos,时，电寿命为100万次。图2-4所示为LK18系列主令控制器的外形图。 图2-4主令控制器示意图 根据20/5T桥式起重机特点及电动机的因数，故选用型号为LK18-10/1102的主令控制器。 14 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 3 桥式起重机系统总体方案设计和部件选用 3.1 系统总体方案设计 控制系统由继电器控制改为PLC控制，各机构调速均采用变频调速。由于各机构的特点不同，对调速要求也不相同。系统结构图如图3.1所示。 M M变频器变频器主钩PLCPLC3~3~ M M变频器变频器副钩PLCPLC3~3~主主 令令 控控 制制 器器 M M变频器变频器小车PLCPLC3~3~ M M变频器变频器PLCPLC3~3~大车 M33~~ 图3-1 系统结构图 下面分别对各机构调速控制进行说明。 1、起升机构 起升机构属位能负载机构。不但要求高的转速及起制动的控制精度。而且对转矩控制要求严格。 主起升和副起升两台电动机各自使用一个变频器。变频器的选择，应以选择变频器的额定电流为基准，一般以电动机的额定电流，负载率。变频器运行的效率为依据。通过计算，变频器的额定电流为电动机额定电流的1.2倍以上。 2、运行机构 大车运行机构二台电动机用一个变频器;考虑到运行机构的工作频率较少，为节省成本，在调速中运行机构共用一台变频器。变频器的选择，一般以电动机的额定功率作为选择的依据。通常选额定功率大一级的变频器。 运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑。对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式。在 15 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作桥式起重机的需要为主。为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求。 3.2 电动机的选用 3.2.1 变频调速对电动机的要求 采用变频调速时，由于变频器输出波形中高次谐波的影响以及电动机转速范围的扩大产生了一些与在工频电源下传动时不同的特征。主要反映在功率因数、效率、输出力矩、电机温升、噪音及振动等方面。随着高开关频率的工GBT等电力电子器件的使用、PWM调制、矢量控制、增强型V/f控制方法的应用、使变频器输出波形、谐波成份、功率因数及使用效率得到了很大的改善，有效地提高了变频控制电机的低速区转矩。同时由于变频控制软件的优化使用，使电动机可以避开共振点，解决了系统在大调速区间内可能发生的共振问题。目前，变频器己经发展到除非有超同步调速的要求或呈1:20以上的大速比，一般无须选用变频专用电机作变频系统的电动机。现在国内推出的变频专用电动机由普通电机加独立风扇组成，以解决电动机在低速运转过程中自冷风扇风量不足而引起的电动机过热问题。 3.2.2 变频起重机系统中电动机的选型 起重机起升和运行机构的调速比一般不大于1:20，且为断续工作制，通常接电持续率在60%以下，负载多为大惯量系统。严格意义上的变频电机转动惯量较小，响应较快，可工作在比额定转速高出很多的工况条件下，这些特性均非起重机的特定要求。普通电机与变频电机在不连续工作状态下特性基本一致;在连续工作时考虑到冷却效果限制了普通电机转矩应用值，普通电机仅在连续工作时的变频驱动特性比变频电机稍差。 3.2.3 电动机的冷却 一般变频器在调速比为1:20的范围内能确保起重机上普通电机有150%的过载力矩值。此外，起重机电机多用于大惯量短时工作制，通常不工作时间大于或略小于工作时间。电机在起动过程中可承受2.5倍额定电流值，远大于变频起动 16 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 要求的1.5倍值，运行机构的电机在以额定速度运行时电机通常工作在额定功率以下，因此高频引起的1.1倍电流值可不予考虑。但若电机要求在整个工作周期内在大于1:4的速比下持续运行则必须采用他冷式电机。 3.2.4 计算及电机的选取 根据 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 上及网上所查得的有关本课题所需数据如下: 小车车轮直径:Φ315mm 大车车轮直径:Φ630mm 起重机总重:28.6T 小车自重:7.6T 吊钩自重:500kg 小车运行摩擦阻力系数=0.0085 , 大车运行摩擦阻力系数=0.007 , 计算如下: 1、主起升机构: (1)初选电动机 ，，，， G,Q，G,g,200000，500，9.81N,2201105NQ0 v,7.5m/min,0.125m/s q Gv201105，0.125Qq P,,KW,29.57KWj,10001000，0.85 JC,25%根据电动机样本，选用YZR225M-8电动机，当S3，时，电动机允许功率为26KW。 (2)电动机的过载校验 按电动机转矩允许的过载系数2.8，对绕线式转子电动机，H=2.1 ,,M GvH2.1201105，0.125QqP,,,，KW,22.18KW所以， N,,m10001，2.81000，0.85M JC,25%P,根据规定,，CZ=150,此时24.096KW，即22.18KW<24.096KW N 所以电动机校验通过。 2、副起升机构: (1)初选电动机 ，，，，G,Q，G,g,5000，250，9.81N,51502.5N Q0 17 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) v,15m/min,0.25m/s,,0.85q Gv51502.5，0.25Qq P,,KW,15.1KWj,10001000，0.85 JC,25%根据电动机样本，选用YZR180L-8电机，当S3，时，电动机允许功 率为13KW。 (2)电动机的过载校验 GvH2.151502.5，0.25Qq P,,,，KW,11.33KWN,,m10001，2.81000，0.85M JC,25%根据规定,，CZ=150,此时12.160KW，即11.33KW<12.160KW P,N所以电动机校验通过。 3、大车运行机构: (1)运行静阻力，大车运行部分总质量: ，，，，G,Q，G,g,250000，28600，9.81N,525818NG, 因为室内运行，风阻力G,0，坡度阻力，运行摩擦阻力系数=0.007 G,0,,,1 则 G,G,G,,525818，0.007N,3680.7NZ1G, (2)运行静功率: v,75m/min=1.25m/s y 大车运行机构总效率 ,,0.95 Gv3680.7，1.25zy P,,KW,4.84KW1,10001000，0.95 2(3)运行加速功率 取 ,,0.2m/s,t,6.25ss 221.15Gv1.15，525818，1.25,GyP,,KW,15.41KW ,1000gt1000，9.81，6.25s (4)初选电动机 11，，，，P,P，P,，4.84，15.41,6KW N1,,m2，1.7M 18 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) JC,25%根据电动机样本，选用两台YZR160M1-6电动机，当，6.3KW P,N (5)电动机发热校验 JC,25%根据《起重机设计规范》，该大车运行机构的接电持续率，CZ=600， 稳态负载平均系数G=0.9，所以， Gv3680.7，1.25zy P,G,0.9，KW,4.36KW2,10001000，0.95 JC,25%根据《桥式起重机设计手册》知，当，CZ=600时，4.629KW， P,N 即4.36KW<4.629KW,所以电动机发热校验通过。 4、小车运行机构: (1)运行静阻力，小车运行部分总质量: ，，，，G,Q，G,g,25000，7600，9.81N,319806NG, ，坡度阻力，运行摩擦阻力系数因为室内运行，风阻力G,0G,0,,1 =0.0085 , 则 G,G,G,,319806，0.0085N,2718.35NZ1G, (2)运行静功率: v,45m/min=0.75m/s y 小车运行机构总效率 ,,0.85 Gv2718.35，0.75zy P,,KW,2.4KW1,10001000，0.85 2(3)运行加速功率 取 ,,0.15m/s,t,5ss 221.15Gv1.15，319806，0.75,GyP,,KW,4.2KW ,1000gt1000，9.81，5s (4)初选电动机 11，，，，P,P，P,，2.4，4.2KW,5.9KW N1,,m1，1.7M 19 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) JC,25%根据电动机样本，选用两台YZR132M2-6电动机，当，4KW P,N(5)电动机发热校验 根据《起重机设计规范》，该小车运行机构的接电持续率 JC,25%，CZ=300，稳态负载平均系数G=0.8，所以， Gv2718.35，0.75zy P,G,0.8，KW,1.92KW2,10001000，0.85 JC,25%根据《桥式起重机设计手册》知，当，CZ=300时，3.598KW， P,N 即1.92KW<3.598KW,所以电动机发热校验通过。 通过利用上述公式的计算，选用改造后的桥式起重机各执行机构的电机参数如表3-2所示: 表3-2 各执行机构电机参数 电机型号 电机功率/电流 主起升机构 YZR225M-8 26KW/55A 副起升机构 YZR180L-8 13KW/29.1A 大车运行机构 YZR160M1-6 2*6.3KW/16.4A 小车运行机构 YZR132M2-6 4KW/9.7A 3.3 变频器的选用 3.3.1变频器选型 起重机各机构负载为恒转矩负载，普遍选用带低速转矩提升功能的电压型变频器，如日本的安川，三菱，富士，德国的西门子及丹麦的丹佛斯等。其中本系统选用三菱变频器，三菱变频器具有较合理的价格，完整的理论计算书及辅件推荐值，有利于用户合理选用。这里选用适用于起重机使用的三菱公司的FR-F540系列变频器。该系列变频器是最常用也是功能较强的一种变频器，主要应用于各种工业、冶金、建筑、水利、纺织、交通等领域，性能良好，价格实惠，是一种性价比高的变频器。该变频器是一种通用变频器，能适用于一切传动系统，使得当负载突然增加时仍然能保持控制的稳定性。 3.3.2 变频器选择及电流验证 (1)起升机构 20 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 起升机构平均起动转距一般来说可为额定力矩值的1.3-1.6倍。考虑到电源电压波动因素及需通过125%超载试验要求等因素，其最大转距必须有1.8-2倍的负载力矩值，以确保其安全使用的要求。等额变频器仅能提供小于150%超载力矩值，为此可通过提高变频器容量(Yz型电机)或同时提高变频器和电机容量(Y型电机)来获得200%力矩值。 CgvKKP1.5,，,PPCNcos1000cos,,,,,MM cos,cos,式中—电机的功率因数，= 0.75 P —起升额定负载所需功率，kw ,,MM —电机效率， =0. 85 PCN—变频器容量，KVA K —系数，K=2 起升机构变频器容量依据负载功率计算，并考虑2倍的安全力矩。若用在电机额定功率选定的基础上提高一挡的方法选择变频器的容量，则可能会造成不必要的放容损失。在变频器功率选定的基础上再作电流验证，公式如下: IICNM, ICN式中 一变频器额定电流，A IM —电机额定电流，A (2)运行机构 采用变频器驱动异步电动机调速，运行机构根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器，通常令变频器的额定电流?(1.05,1.10)电动机的额定电流或电动机实际运行中的最大电流。 I1nv?(1.05,1.10)In或(1.05,1.10)Imax 式中 I1nv--变频器额定输出电流(A); In--电动机的额定电流(A); 21 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) Imax--电动机实际最大电流(A)。 对于起重机运行电动机，考虑到功能性负载，工作时总是重载起动、制动。而且要求尽可能地快速起动、制动。变频器的容量是按上式计算得到的。根据实际情况，经过与同类变频器的性能与价格及售后服务等方面的综合考虑，变频器选用三菱公司矢量控制变频器。 通过利用上述公式的计算，选用改造后的桥式起重机各执行机构的电机参数如表3.3所示: 表3-3 各执行机构变频器参数 变频器型号 额定功率/电流 主起升机构 FR-F540-37K-CH 37KW/70A 副起升机构 FR-F540-22K-CH 22KW/43A 大车运行机构 FR-F540-18.5K-CH 18.5KW/35A 小车运行机构 FR-F540-7.5K-CH 7.5KW/16A 3.4 常用辅助件的选择 变频器系统器件由断路器、接触器、电抗器、变频器、制动电阻及制动单元组成。 1、断路器 为避开变频器投入时直流回路电容器的充电电流峰值，为此变频器配置的断路器容量应为电动机额定电流的1.3—1.4倍，整定值为断路器额定值的3—4倍。 2、接触器 接触器在变频器主回路中仅在变频器辅助器件或控制回路故障时起断开主回路的作用，一般不作回路开断器件用，故可按电机额定电流选用接触器容量，无须按开断次数考核其寿命。 3、交流电抗器 当变频器直接连接于一个大容量的电源变压器(600kVA以上或离电源变压器很近安装)时，或电网回路中接有移相电容器，可能会在电网中产生过峰值电容，致使变频器损坏。为此，在变频器的输入端加接交流电抗器，以抑制变频器造成的高频峰值电流，或电容器开断造成的峰值电流对变频器的危害。 22 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 交流电抗器容量按电机容量配置，可参见变频器生产厂推荐的配置表或按下列公式计算: (2%-5%)UL= 2TfI 式中: L——电抗器容量(H); U——额定电压(V); I——电机额定电流(A)(电抗电流值为电机额定电流的1.1—1.2倍); F——最大周波数(Hz)。 (2%—5%)U的选择根据速比要求定，速比愈大百分比愈大。在变频器与变压器单台独配的系统中无须配置电抗器。 4、制动单元 为减小大惯性系统的减速时间，解决变频器直流电路上的过电压问题。常在其直流电路中加接—检测直流电压的晶体管。一旦直流回路电压超过一定的界限，该晶体管导通，并将过剩的电能通过与之相接的制动电阻器转化为热能耗。在能量消耗的同时加速了转速的减小，该能量消耗得愈多，制动时间愈小，此装置即为变频器的制动单元。 5、制动电阻器 (1) 制动值的计算 2UCR= BO1.047(T-0.2T)nBM 式中:U——直流回路电压(V); C ——制动转矩(N?m); TB T——电机额定转矩(在附加电阻制动的情况下，电机自损耗约为电M 机额定功率的 20%左右)(N?m); N——电机额定转矩(在附加电阻制动的情况下，电机额定转速)(r/min)。 I在制动晶体管和制动电阻构成的能耗回路中最大电流受晶体管许用电流C 23 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 的限制，因此在选择制动电阻值时不可小于其最小制动电阻值，即 Rmin =/ () ,UIRCCmin 式中:——直流回路电压(v); UC ——制动晶体管允许的最大电流(A)。 IC 因此，制动电阻应按>>的关系选用。 RRRRBOBBmin (2)制动转矩的计算 TB 22(GD，GD)(n1-n2)MT =- TTBL375tb 2 式中 ——电机转子飞轮转矩之和(N?m); GDM ——负载转矩(N?m); TL n1——减速开始时转速(r/min); n2——减速结束时转速(r/min); ——减速时间(S)。 tb (3)制动电阻额定功率的确定 制动时平均消耗功率的计算如下: n1，n2 P=1.047(-0.2)*10 TTroBM2 (4)电阻器额定功率计算 P 考虑到制动时间的不连续性，电阻器的额定功率 (许用功率)，可按许用ro P功率增加系数m(m=/P)和制动电阻使用率D之间的关系曲线，由关系曲线ror P可查得m值，再由用户P只=/m求得电阻器实配功率。 ror 6. 电缆选购 由于高次谐波的驱动效应，电缆的实际使用面积减少，单位实际工作电阻增 大，电缆压降有增大的趋势，故所配电缆一般大于常规使用值。 24 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 4 PLC在桥式起重机变频控制系统的应用 4.1本系统中可编程控制器的选择及其特点 4.1.1 PLC概述 可编程程序控制器(Programmable Controler)，也称为PLC(programmable Logic controler)，即是可编程逻辑控制器。其采用计算机结构，主要包括CPU,存储器、输入、输出接口及模块、通讯接口及模块、编程器和电源六个部分。如图4.1所示，PLC内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入变量，他们经PLC外部输入端子输入到内部寄存器，经PLC内部逻辑运算或其他各种运算处理后送到输出端子，作为PLC的输出变量，对现场设备进行各种控制。 电源 输输 入出 CPU 模模 块 块 存储器 通信模块 图4.1 可编程控制器基本结构示意图 4.1.2 PLC 系统选择型——三菱FX2N—48ER 目前PLC使用性能较好的SIEMENS公司、日本的三菱、欧姆龙、美国的AB公司，根据性价比的选择，根据被控对象的1/0点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，采用三菱公司的三菱FX2N—48ER。 4.1.3 三菱FX2N系列PLC特点及主要硬件的介绍 1、FX2N系列PLC特点: (1)可靠性高，抗干扰能力强 (2)适应能力强，应用灵活 25 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) (3)编程方便，易于使用 (4)功能强，扩展能力强 (5)PLC控制系统设计、安装、调试方便 (6)PLC体积小、重量轻、易于实现机电一体化 (7)PLC体积小、重量轻、易于实现机电一体化 2、主要硬件介绍 (1) 中央处理器(CPU) CPU是PLC的核心，它按机内系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地工作，其主要任务有: 接受并存储从编程设备输入的用户程序和数据，接受并存储通过I/O部件送来的现场数据。 诊断PLC内部电路的工作故障和应用程序中的语法错误。 PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户程序命令，解释并按指令规定的任务进行数据传递、逻辑或算术运算，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像储存器的内容，再经过输出部件实现输出控制。 (2)存储器 存储器是存放程序集数据的地方，PLC运行所需的程序分为系统程序及用户程序，存储器也分为系统存储器、用户存储器及工作数据存储器。 系统存储器 用来存放PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM或EPROM内，用户不能更改。 用户存储器 用户存储器一般采用RAM构成，用于存放针对具体控制任务，用规定的PLC编程语言编写的控制程序。 工作数据存储器 也称系统RAM存储器。一般用来存放PLC工作过程中经常变化，需要存取的数据。 (3) 输入接口 输入接口主要完成外部信号到PLC内部信号的转换，含开关量输入接口及模拟量输入接口。 (4) 输出接口 26 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 输出接口主要完成PLC内部信号到外部信号的转换。输出接口也含开关量输出接口及模拟量输出接口。 (5) 通信接口 通信接口的作用主要是实现PLC与外部设备的数据交换。PLC的通信接口一般为RS-232、RS-422及RS-485等标准串行接口。 4.2 变频调速起重机控制系统设计 4.2.1 系统控制的功能和要求 桥式起重机控制系统主要完成对操作按钮输入的检测、限位开关的检测、变频器反馈值得检测等。 控制大车电动机。控制该电动机的运行方向、停止，以及加速，减速，实现重物的前后运输的需要。 控制小车电动机。控制该电动机的运行方向、停止，以及加速，减速，实现重物的左右运输的需要。 控制升降机。控制该电动机的运行方向、停止，以及加速，减速，实现重物运输的需要。 4.2.2 控制系统的I/O点及地址分配 1(大车、小车的输入输出分配 表4-1 大车、小车输入输出分配 输入 输出 启动按钮 X0 前进 Y1 高速按钮 X3 后退 Y2 中速按钮 X4 高速 Y3 低速按钮 X5 中速 Y4 前进按钮 X6 低速 Y5 后退按钮 X7 前进到位 X11 后退到位 X12 急停开关 X13 27 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 2(主钩、副钩的输入输出分配 表4—2 主钩副钩的输入输出分配 输入 输出 启动按钮 X0 电磁阀松开 Y1 急停开关 X1 上升 Y3 停止开关 X2 下降 Y4 电流到位 X6 高速 Y5 上升按钮 X10 中速 Y6 下降按钮 X11 低速 Y7 上升到位 X12 报闸 Y10 下降到位 X13 电流检测 Y11 高速按钮 X15 断电停止 Y17 中速按钮 X16 低速按钮 X17 28 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 5 桥式起重机变频控制系统软件设计 5.1 系统的控制程序设计 5.1.1主钩和副钩起升机构的状态转移图及梯形图 1(状态转移图 M8002S0ZRSTS20S30 X0 S20(Y1) (T0) K50T0 X10X11X1X11X1X10X12X1X13S21SET Y3SET Y4S30X15X15X12X13SET Y5SET Y5RST Y6RST Y6RST Y7RST Y7X16X16SET Y6SET YSET YSET Y6RST Y5RST Y5RST Y7RST Y7X17X17SET Y7SET YSET Y7SET YRST Y5RST Y5RST Y6RST Y6X1X1X12X13SET S25SET S25 S22(Y10) (T1) K50T1 RST Y3 RST Y4 RST Y5 RST Y6 RST Y7M0 S23(Y11) (T2) K50T2T3X6 S24(Y1) (T3) K50M0T3X12S25RST Y3X16X15X17RST Y5X17X16X15RST Y6X15X17X16RST Y7 X13RST Y4X16X15X17RST Y5M0X17X16X15RST Y6X15X17X16RST Y7X2X0 S26(Y17)(M0) (T4) K50T4 RETENDM0 29 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 2(梯形图 M8002 SET S0STL S0ZRST S0 S30X0SET S20STL S20 (Y1) (T0 K50)T0X10X11X12 SET S21X13X11X10SET S30STL S21 SET Y3X15X12SET Y5 RST Y6 RST Y7X16 SET Y6 RST Y5 RST Y7X17 SET Y7 RST Y5 RST Y6X1 SET S22X12SET S25STL S30SET Y4X15X13SET Y5 RST Y6 RST Y7X16 SET Y6 RST Y5 RST Y7X17 SET Y7 RST Y5 RST Y6X1 SET S22X13SET S25 30 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) STL S22 (Y10) (T1 K50)T1SET S23 RST Y3 RST Y4 RST Y5 RST Y6 RST Y7STL S23 (Y11) (T2 K50)T2X6 SET S24STL S24 (Y1) (T3 K50)T3M0 SET S25T3M0 (OUT S20)STL S25 RST Y3X15X16X17X12RST Y5X16X15X17RST Y6X16X15X17 RST Y7X13 RST Y4X15X16X17 RST Y5X17X16X15RST Y6X16X17X15 RST Y7M0 SET S26STL S26 (Y17) (T4 K50)T4 (S0) RET X2X0 (M0) M0 END 31 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 5.1.2 大车和小车运行机构的状态转移图及梯形图 1、状态转移图 M8002 S0ZRSTS20S30 X0 X6X7 X7X6 X12X11X11X12 S20(Y1)(Y2)S30 X3X4X5X3X4X5 SET Y3SET Y3 RST Y4RST Y4 RST Y5RST Y5X4X3X5X4X3X5 SET Y4SET Y4 RST Y3RST Y3 RST Y5RST Y5X5X3X4X5X3X4 SET Y5SET Y5 RST Y3RST Y3 RST Y4RST Y4X13X13 S21(T0) K50 RST Y3 RST Y4T0 RST Y5 RETEND 32 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 2.梯形图 M8002 SET S0 STL S0 ZRST S20 S30X11X0X6X7 SET S20X7X6X12 SET S30STL S20(Y1) X3X4X5SET Y3X11 RST Y4 RST Y5 X4X3X5SET Y4 RST Y3 RST Y5 X5X3X4SET Y5 RST Y3 RST Y4X13 X3X4X5SET S21SET Y3STL S30(Y2) RST Y4X12 RST Y5 X4X3X5SET Y4 RST Y3 RST Y5 X5X3X4SET Y5 RST Y3 RST Y4X13 RST Y3SET S21STL S21(T0 K50)RST Y4 RST Y5 T0 ENDEND 33 RET 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 5.1.2 系统抗干扰措施 可编程控制器的主要应用场合是工业现场，工作环境中各种干扰对系统设备的正常运行存在着严重的影响。所以在本系统中也不例外，有必要考虑PLC的抗干扰措施。 抗干扰的主要措施有; (1)输入信号电缆、输出信号电缆和电力电缆都要分开敷设，不能扎在一起。 (2)必要时需选用带有屏蔽层的输入和输出信号电缆，并注意一端接地。 (3)多芯电缆中的备用芯线也要一端接地，一则扩大屏蔽作用，二则抑制芯线间的信号串扰及外部干扰。 (4)为避免干扰，同一电平等级的信号才能用一条多芯电缆传输。所以，对数字信号和模拟信号，在任何情况下，都必须分开电缆进行传输。低电平信号线应与其它信号线分开。尽量缩短模拟量I/O信号线的长度，并采用双芯屏蔽线作为信号线。 (5)PLC电柜应有独立的接地线，接地电阻小于10欧姆。 (6)引至PLC柜的电缆要尽量远离那些会产生电磁干扰的装置。 (7)一般要将PLC装于专门的电柜中，要注意PLC四周留有500mm以上的净空间，保证良好的通风环境，在设备现场，要充分考虑周围环境的影响，尽量不要将PLC安装在多尘、有油烟、有导电灰尘、有腐蚀性气体、振动、热源或潮湿的地方。 34 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 5.2 PLC与变频器的通信接线图 FUURVSX0TWUX1正传Y0M反转Y1VX23高速Y2X3~中速Y3WX4低速Y4COM大车电机AX5 COMX6FUURX7VSTWU正传M反转V3高速~中速WX10低速COM大车电机BX11COMX12FUURX13VSTWUX14正传Y5MX15反转Y6V3高速X16Y7~中速Y10WX17低速Y11COM小车电机COMFUURVSTWU正传Y12MX20反转Y13VX213高速Y14~中速Y15WX22低速Y16COMX23主钩电机X24COM FUX25URX26VSTWUX27正传Y17M反转Y20V3高速Y21~COM中速Y22W低速Y23COM 副钩电机Y24 Y25 Y26 Y27 COM 35 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 总结 本文主要为桥式起重机设计一套变频调速控制系统，同时实现起重机电机速度的可调节，以节约能源和适应生产的需要。 根据要求，此系统要能达到现场的运行状况，结合PLC的强大功能、可靠性实现电机的控制运行参数调节，采用PLC来实现各电机的启、停、电磁阀的开关，数值的转换、速度的检测。 总结本文的主要工作有以下几点: 1. 根据桥式起重机的运行特点，桥式起重机控制系统主要由PLC控制系统、变频调速系统等组成。控制系统由继电器控制改为PLC控制，各机构调速均采用变频调速。 2.PLC系统采用三菱公司产品，能控制起重机大车、小车的运行方向和速度及吊钩的升、降方向及速度，同时能检测各个电机故障现象，减小了传统的继电—接触式控制系统的中间环节。减少了硬件和控制线，极大提高了系统的稳定性，可靠性。 3.实验结果表明，采用PLC该控制系统，使桥式起重机工作可靠，使用方便，同时具有动态显示的功能，节能效果好。 36 上海第二工业大学本科毕业设计(论文) 参考文献: [1,张质文,王金诺等(起重机设计手册[M](北京:中国铁道出版社.1998. 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