桥式起重机的PLC控

课题名称：桥式起重机的PLC控制系统设计系别：电气工程系专业：电气自动化技术班级：G103402姓名：姚海军指导教师：汪存义日期：2013年6月6日甘肃机电职业技术学院

毕业设计第一章绪论第二章桥式起重机的简介第三章PLC的概述第四章基于桥式起重机PLC控制系统的硬件设计第五章基于桥式起重机PLC控制系统的软件设计第1章绪论前言

桥式起重机是桥梁式起重机的一种，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，能在矩阵场地上完成操作。随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，控制从分立组成模拟量控制发展到数字量控制，运用可编程控制器和变频器对电动机进行变频调速成为可行。起重机的历史及现状

我国起重机的雏形是古代灌溉农田用的桔，现代我国起重机最早是通过学习和仿造前苏联的技术制造出来的，目前各行业中使用的桥式起重机数不胜数，普遍采用小型PLC控制和调压调速，基本上没有智能化产品。本课题设计的意义、内容及基本参数本课题设计的意义

传统桥式起重机的控制系统主要采用交流绕线转子串电阻的方法进行启动和调速，继电——接触器控制，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.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运输机械行业中具有广泛的发展前景。设计内容(1)控制要求桥式起重机的控制要求包括：主钩、副钩、大车和小车的控制。(2)桥式起重机的基本参数桥式起重机的主要技术参数有：起重量、跨度、起升高度、运行速度、提升速度、工作类别等。

一、桥式起重机的主要结构和运动形式图2.1桥式起重机示意图1-驾驶室2-辅助滑线架3-交流磁力控制屏4-电阻箱5-起重小车6-大车拖动电动机7-端粱8-主滑线9-主粱桥式起重机的结构示意图（横截面图），它一般由桥架（又称大车）、大车移行机构、装有提升机构的小车、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。桥式起重机的运动形式有三种：1）起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动；2）小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动；3)在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动

二、桥式起重机对电力拖动的要求(1)对起重电动机的要求(2)电力拖动系统的构成及电气控制要求(3)桥式起重机电力拖动及其控制的要求1)起重电动机为重复短时工作制2)有较大的起动转矩。。3)能进行电气调速。4)为适应较恶劣的工作环境和机械冲击，电动机采用封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘等级。桥式起重机的电力拖动系统由三至五台电动机所组成：

1)小车驱动电动机一台。

2)大车驱动电动机一至两台：大车如果采用集中驱动，则只有一台大车电动机；如果采用分别驱动，则由两台相同的电动机分别驱动左、右两边的主动轮。

3)起重电动机一至两台：单钩的小型起重机只有一台起重电动机；对于15t以上的中型和重型起重机，则有两台(主钩和副钩)起重电动机。

1)空钩能够快速升降，以减少辅助工时；轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。2)有一定的调速范围，普通的起重机调速范围(高低速之比)一般为3∶1，要求较高的则要达到(5～10)∶1。

3)适当的低速区，在刚开始提升重物或重物下降至接近预定位置时，都应低速运行。

4)提升的第一挡为预备挡，用以消除传动系统中的齿轮间隙，并将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲击。

5)起重电动机负载的特点是位能性反抗力矩（即负载转距的方向并不随电动机的转向而改变)，因此要求在下放重物时起重电动机可工作在电动机状态、反接制动或再生发电制动状态，以满足对不同下降速度的要求6)为确保安全，要求采用电气和机械双重制动。

7)要求有完备的电气保护与联锁环节。三、桥式起重机的控制设备和控制电路原理凸轮控制器从外部看，由机械结构、电气结构、防护结构等三部分组成。其中手轮、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构。触头、接线柱和联板等为电气结构。而上下盖板、外罩及灭弧罩等为防护结构。产生20世纪电气控制技术由继电器控制过渡到计算机控制。20世纪60年代末期，美国通用车公司1968年提出了汽车装备生产线改造项目控制器的指标，根据指标，1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC，并在GM公司汽车生产线上应用成功。我国于1974年开始研制，1977年应用于工业。目前世界上已有数百家厂商可生产可编程控制器。应用与发展

目前PLC已广泛应用于钢铁、石油化工、电力、交通运输、汽车、机械制造、环保与污水处理、食品加工等领域。我国使用较多的PLC产品有德国西门子的S7系列、日本立石公司的C系列、三菱公司的ＦＸ系列、美国公司的GE系列等。从可编程控制器的发展来看，有小型化和大型化两个趋势。第三章PLC的概述一、PLC的基本知识PLC的组成

(1)PLC的构成1)中央处理器（CPU）2）存储器3）基本I／O接口电路4）接口电路5)电源PLC的特点(1)可靠性高(2)控制功能强(3)通用性好(4)操作方便(5)网络功能PLC的工作原理

PLC的工作原理与计算机的工作原理基本一致。它采用循环扫描工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是循环扫描方式完成的。PLC的工作过程一般可分为三个主要阶段：输入采样（扫描）阶段、程序执行（执行扫描）阶段和输出刷新（输出扫描）阶段。PLC的技术性能指标(1)I／O点数(2)存储容量(3)扫描速度(4)指令系统(5)可扩展性(6)通信技能二、PLC的编程语言(1)梯形图编程语言(2)功能图编程语言(3)语句表编程语言第4章

基于PLC的桥式起重机控制系统硬件设计

一、总体设计方案(1)大车桥架跨度较大，分别由两台电动机驱动。(2)小车由一台电动机驱动。(3)副钩升降由一台电动机驱动。(4)主钩升降由一台电动机驱动。(5)起重机设有保护环节。

二、控制系统要求吊钩升降控制:吊钩是通过电动机拖动钢丝完成升降动作的，电动机的正反转决定吊钩的升降，在运转中要考虑钢丝的极限范围。小车前后运行控制：起重机运载小车的前后运动也是通过电动机驱动的，在动作过程中，不允许超出起重机的两侧极限位置。起重机左右运行控制：起重机的左右运行由拖动电机带动整个车体在轨道上左右运动，其运动范围应确保设备不出轨道。声光指示控制：起重机处运动过程状态时，要给出铃声和警告；在运转到对应的极限位置时，在驾驶室给出指示灯显示。具备完善的保护环节：短路、过载、终端等保护，确保安全运行。第四章基于PLC的桥式起重机控制系统硬件设计总体设计方案(1)大车桥架跨度较大，分别由两台电动机驱动。(2)小车由一台电动机驱动。(3)副钩升降由一台电动机驱动。(4)主钩升降由一台电动机驱动。(5)起重机设有保护环节。PLC的型号选择根据桥式起重机的控制原理分析，在起重机的一般工作过程中，对起重机的控制只需要开关量输入和开关量输出（本次设计没有考虑提升重量限制及显示部分），所需程序存储量不大，因此可以只按输入输出点数来选择PLC。所以，选择输入、输出点数分别为50的PLC即可，经过综合考虑，本设计选择了三菱FX2N系列PLC，型号为FX2N-128MR。PLC的I／O地址分配PLC输入、输出地址分配表第五章基于PLC的桥式起重机控制系统软件设计保护电路控制程序致谢在这里，谨向教导和帮助我的师长、朋友、同学，以及默默支持和鼓励我的亲人们致以最诚挚的谢意和最衷心的祝福!内容总结课题名称：桥式起重机的PLC控制系统设计。第二章桥式起重机的简介。第三章PLC的概述。第三章PLC的概述。第1章绪论。