起重机大小车行走驱动控制系统的装调（单元设计7-2）

1、单元标题： 项目7变频器在起重机行走驱动中的应用任务7-2起重机大小车行走驱动控制系统的装调单元教学学时课次第 次班级地点周次星期节次教学目标能力目标知识目标素质目标1. 能进行PLC控制的7速以下多速电路的软硬件设计、安装、调试。2.能根据调速要求进行简单控制系统的设计。1.了解变频器在起重设备中应用效果。2.了解多速控制解决实际问题的现实意义。1遵守5S 制度，工具摆放整齐，调试结束能清理现场；2.具备团队协作的能力；3.学会与人沟通和团队协作；4.具有安全生产的质量意识、安全意识。难点1.实现起重机的大车、小车多速控制的硬件设计、软件设计、参数设计2.继电器、限位开关在系统中的作用。3.

2、起重机变频改造的意义。重点1.多速在起重机大车运行控制的应用 。2.简单PLC控制的多速系统的设计。能力训练任务1. 方案设计2. 硬件接线3. PLC程序设计4. 变频器参数设计5. 系统调试、操作演示6. 任务单填写，测量数据整理7. 安全操作规范案例和教学材料案例：多速系统材料：现场设备、课件、任务单考核任务单考核、项目完成情况考核 步骤教学内容及能力、知识目标教师活动学生活动时间（分钟）发布任务起重机大小车行走驱动控制系统的装调点名发任务单，讲解控制要求分析任务，设计控制方案5知识讲解起重机原理讲解、图形分析笔记15任务实施起重机大小车行走驱动控制系统的硬件设计、PLC程序设计、参数设

3、置教师指导，查看方案，并讲解分析，适当提问学生分组讨论、设计硬件、软件方案，并修正方案、汇报60教师指导操作施工操作任务验收系统调试提问、评价、验收任务，填写考核表操作演示，记任务单数据45布置拓展任务速度快的同学做拓展任务，或课堂填写任务单任务点评施工过程中存在的常见问题分析讲解，提问笔记，汇报，答题8布置下一个任务下一次课的任务展示网站任务记录任务2作业任务单课后体会详案： 一、 能力/知识要求知识要求：1.了解变频器在起重设备中应用效果。2.了解多速控制解决实际问题的现实意义。能力要求：1.能进行PLC控制的7速以下多速电路的软硬件设计、安装、调试。2.能根据调速要求进行简单控制系统的设

4、计。教师： 分析任务，指导操作，验收点评学生： 设计方案，施工操作，填写任务单二、 教学内容【控制要求】设计32/5t的桥式超重机的大车、小车的变频控制系统，具体要求为： 1.大车可以按前后方向运行，且大车运行速度有1-4 档，加减速时间6S。2.小车可以按左右方向运行，且小车运行速度有1-4 档，加减速时间6S。3.系统配备制动单元及制动电阻释放电机被倒拖处于发电状态时产生的能量。4.有电源短路保保护。【知识学习】桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它两端坐落在高大的水泥柱上或金属支架上，形状似桥，所以俗称“天车”和“行车”。桥式起重机由桥架、装有提升机构的小车

5、、大车运行机构及操纵室等几部分组成。图 桥式起重机实物图大车移行机构由驱动电动机、制动器、传动轴、减速器和车轮等几部分组成。整个起重机在大车移行机构驱动下，沿车间长度方向前后移动。小车运行机构由小车架、小车移行机构和提升机构组成。小车可沿桥架主梁上的轨道左右移行。在小车运动方向的两端装有缓冲器和限位开关。桥式起重机的运动形式有三种，即由大车拖动电动机驱动的前后运动，由小车拖动电动机驱动的左右运动以及由提升电动机驱动的重物升降运动。小车行走机构采用一台电机，大车行走机构采用2台电机。【任务实施】1. 硬件电路设计（1）主电路设计桥式起重机的电气传动有大车电动机2台，小车电动机1台，32t大钩、5

6、t小钩提升机构各1台；用4台变频器控制5台电机，实现重载起动，变频调速。图 起重机控制系统方框图图 起重机变频调速控制主电路表 电动机选型大车电动机小车电动机主钩升降电动机副钩升降电动机型号YZR160L6YZRM16ZM1002YZR315M10YZR200L10额定功率（KW）115.85315额定电压（V）380380380380本次设计只设计大车控制电路，考虑时间问题，制动器不作要求，如图所示：（2）控制电路设计用于起重机的变频器已经过几代的发展，市场各类型变频调速装置很多，目前国内起重机领域行走系列、升降系列变频器使用安川、三菱、西门子系列较多。本次设计以大车控制为例， PLC、变频

7、器模拟选择S7200、MM440。表 I/O分配表输 入输 出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件作用I0.0SB1起动按钮Q0.0KA1大车1档速控制I0.1SB2停止按钮Q0.1KA2大车2档速控制I0.2K1大车1档Q0.2KA3大车3档速控制I0.3K2大车2档Q0.3KA4大车4档速控制I0.4K3大车3档Q0.4KA5大车复位前I0.5K4大车4档Q0.5KA6大车复位后I0.6SQ1前进限位Q1.0KM电源接触器I0.7SQ2后退限位图 起重机大车行走驱动控制图2. 变频器参数设置表 起重机大车控制变频器参数设置参数设置值说明P07002用外部端子控制变频器启停P10003选

8、择固定频率调速P070116固定频率选择+1命令P070216固定频率选择+1命令P070316固定频率选择+1命令P070416固定频率选择+1命令P07051接通正转P07062接通反转P100151档速度（Hz）P1002102档速度（Hz）P1003203档速度（Hz）P1004304档速度（Hz）P11206加速时间P11216减速时间3. 根据控制系统要求，设计PLC程序，设置变频器参数，通电后进行系统调试。4. 操作大车操作手柄在不同档位，观察PLC输出端子得电情况、继电器KA1KA4得电情况及变频器输出频率的变化情况。SQ1、SQ2分别为大车的前后限位，当SQ1或SQ2碰撞闭合

9、时，大车改变运行方向。5. 系统调试时，请记下依次闭合开关K1K4，变频器输出频率是多少？K11，f1= ( ) K21，f2= ( ) K31，f3= ( ) K41，f4=( ) 【任务进阶】起重机采用变频调速改造后，有哪些效果？1. 提高了工作效率。整机运行平稳，控制系统大大简化，调速质量明显提高。2. 增强了安全性和可靠性。直流制动和电磁制动相结合，提高了起重机的制动性能。增加了缺相、欠压、过压、过流等自动保护环节，提高了起重机的安全性。3. 故障率大大降低，维护工作量大为减少，维修和使用成本下降。变频调速实现了电动机的软起动，提高了起重机的使用寿命。操作手柄受力大大减小，不易损坏。PLC控制的维护工作量远远小于接触器继电器控制电路。4. 节能效果可观。绕线式异步电动机在低速运行时，转子回路的外接电路阻消耗大量的电能。采用变频调速后，不仅可以节约外接电阻消耗的大量电能，而且运行过程中可节约能量。经过改造后系统大约可节能20%40%。【任务拓展】1.小车控制与大车控制的区别是什么？2.继电器 KA1KA4是否可以省略？直接将PLC输出端