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本科毕业设计---基于plc控制桥式起重机变频系统的设计.doc
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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
1
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
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
2
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
Controller and frequency converter on control system of bridge crane,have candied on deeper
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
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
3
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
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
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
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5
4.1.1 PLC 概述…....................................................25
4 . 1 . 2 P L C 系 统 选 择 型 ——三 菱 F X 2 N —4 8 E R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5
4 . 1 . 3 三 菱 F X 2 N 系 列 P L C 特 点 及 主 要 硬 件 介 绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5
4 . 2 变 频 调 速 起 重 机 控 制 系 统 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7
4 . 2 . 1 系 统 控 制 的 功 能 和 要 求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7
4 . 2 . 2 控 制 系 统 的 I / O 点 及 地 址 分 配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9
5 . 1 . 1 主 钩 和 副 钩 起 升 机 构 的 控 制 程 序 及 梯 形 图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9
5 . 1 . 2 大 车 和 小 车 运 行 机 构 的 控 制 程 序 及 梯 形 图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2
5 . 1 . 3 系 统 抗 干 扰 措 施 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4
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
上海第二工业大学本科毕业设计(论文)
1
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
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