起重机大、小车行走驱动系统设计

1、课程设计报告书课程名称： 交流调速系统与变频器应用 课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计 系部名称：自动控制系 2011年 12月20日目录第1章 总括·····································

2、··········1 1.1 引言······································

3、3;···················1 1.2 方案的选择·····························

4、;·······················1 1.3 设计目的、要求及设备························&

5、#183;·················2第2章控制系统电气原理······························&

6、#183;·····3 2.1 硬件电路设计··········································&

7、#183;·······32.1.1 系统连接图········································&

8、#183;········3 2.2系统原理图·······································

9、83;············4 2.3 变频器的参数及PLC的I/O地址分配·····························5第3章 PLC软件设计及程序调试·

10、3;··························6 3.1USS协议指令·····················

11、3;·····························63.1.1 USS_INIT指令··················

12、;····························63.1.2 USS_CTRL指令···················

13、··························6 3.2 PLC程序设计······················

14、;····························7 3.3 程序的调试····················

15、································7第4章 力控组态的开发与调试···············

16、83;·····················7 4.1 力控组态的开发··························&#

17、183;····················7 4.2 力控组态的调试···························&

18、#183;···················8第5章 心得体会····························

19、3;·····················9附录1····························

20、·································10第1章 总括1.1引言起重机的电机驱动主要有起升机构、大车、小车行走机构,电机主要采用绕线式异步电动机及鼠笼式异步电动机。起动时冲击电流大,设备冲击严重,噪声大,影响设备使用寿命及定位精度。近年来随着

21、变频器技术发展,以其优越的起制动控制特性,在各种行业得到了广泛应用。在起重机中起升机构采用变频器驱动后,可用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。由于变频器驱动时,电机起动冲击电流小,转速变化非常平稳,起升、行走定位也较准确,提高了生产效率。1.2方案的选择根据起重机驱动的特性和技术有要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440作为大、小车行走机构的电机驱动，MM440是一种通用型矢量控制变频器，功能强，价格低，能够充分满足行走机构的要求。起重机大车运行方向有前后，小车运行方向有左右要求，根据运行需要分为1-3档，采用一台三相异步电动机。起重机整个电气系统有

22、S7-200系列PLC控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。1.3设计目的、要求及设备设计目的：设计一个起重机大车和小车变频调速控制系统：大车两台电机，小车一台电机。电机速度选择均有高中低三档。控制大车两台电机的前后行驶，前后极限位置设有极限开关。控制小车电机的左右行驶，左右极限位置设有极限开关。设计要求：1、采用西门子S7-200PLC和MM440变频器。2、 大车和小车高中低三段速度对应电机的供电频率分别为50Hz、40Hz和30Hz。3、要求就地和远程控制，采用力控组态软件进行远程控制。设计所需的设备：1.设计所需的硬件设备主要是实验室常用的实验设备，详见（表1-1）。设计所需的

23、硬件设备三相交流异步电动机（一台）西门子S7_200PLC西门子MM440变频器RS485通讯数据线实验平台的I/O数据点表1-12.设计所需的软件设备设计所需的软件设备STEP7microWINE力控组态软件表1-2在设计中，如果需要可以自选其他的实验设备，这里就不做过多的介绍。第2章 控制系统电气原理2.1硬件电路设计2.1.1 系统连接图 大车行走驱动连接图，如图2-1所示。 图2-1 小车行走驱动连接图，如图2-2所示。图2-22.2系统原理图 大车行走驱动原理图，如图2-3所示。图2-3 小车行走驱动原理图，如图2-4所示。图2-42.3 变频器的主要参数设置及PLC的I/O地址分配

24、2.3.1变频器的主要参数设置 首先将电机铭牌上的所有参数输入P0304-P03011,大车变频器应输入几个点电机的总电流和总功率，并且变频器带动电动机应工作在线性频率/电压特性，1-3档速度变化采用固定频率设定。一档=30HZ，二档=40HZ,三档=50HZ。主要参数设置如下表2-5:参数号参数值说明 P0700 5 P1000 5通过COM链路USS设定 P1001 30一档频率 P1002 40二档频率 P1003 50三档频率表2-52.3.PLC的地址分配PLC的地址分配见下2-6表所示。参数地址说明参数地址说明I0.0大车前行开关I1.3小车一档I0.1大车后行开关I1.4小车二档

25、I0.2大车前行极限I1.5小车三档I0.3大车后行极限M5.0大车远程一档I0.4小车左行开关M5.1大车远程二档I0.5小车右行开关M5.2大车远程三档I0.6小车左极限M5.3小车远程一档I0.7小车右极限M5.4小车远程二档I1.0大车一档M5.5小车远程三档I1.1大车二档VD4大车输入频率I1.2大车三档VD16小车输入频率表2-6第3章 PLC软件设计及程序调试3.1 USS协议指令3.1.1 USS-INIT指令 USS-INIT主要应用于允许和初始化或禁止MICROMASTER变频器通信。指令格式如图3-1所示：图3-1该指令各点的介绍：EN:当EN输入接通时，每一次扫描均执行该指令。Mode：选择不同的通信协议。Baud：设置波特率。Active：指示哪个变频器激活。3.1.2 USS-CTRL指令 USS-CTRL指令用于控制激活的MICROMASTER变频器。指令格式如图3-2所示：图3-2该指令各点的介绍：EN：接通使能USS-CTRL。RUN：指示变频器是否接通。Resp-R:位应答来自于变频器的相应。F-ACK：位用于应答变频器的相应。DIR:位指示变频器应向哪个方向运动。Drive：是MICROMASTER的变频器的地址。Dype:选择变频器的类型。Speed_SP:变频器的速度。E