毕业设计论文、作业毕业设计论文、作业题目： 桥式起重机控制系统改良设计 分校站、点： 开放学院国顺校区 年级、专业： 教育层次： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 201 目 录内容摘要和关键词 文献综述 II一、概述 1二、改良后控制系的总体设计3一桥式起重机结构31、结构组成 52、控制系统总框图 6二改良后的桥式起重机控制系统功能要求61、检测输入信号 102、控制输出信号 73、工作过程 7 三硬件系统配置 71、PLC选型 82、PLC的I/O资源配置 8四其它资源配置 101、接触器 102、变频器 113、各类按钮 124、限位开关 12五软件系统设计131、总体流程设计 132、各模块梯形图设计 193、设备变频器控制程序 294、其它功能控制程序 35三、系统设计中的问题及解决方案 381、硬件方面问题 382、软件方面问题 38四、设计小结 38五、致谢 39内容摘要在机械工业生产中，桥式起重机的应用十分广泛。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。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。而随着自动化技术和经济的开展，对起重机的控制要求也越来越高。本论文先简单地从介绍桥式起重机的工作原理入手，然后详细介绍了桥式起重机控制系统的改良设计过程，进而知道了起重机设计的重点及要求。通过学习和分析，对桥式起重机的设计提出自己的建议和改良方法，从而使桥式起重机能更加满足工业生产的需要。关键词：桥式起重机 控制系统 变频器文献综述本人在写论文的过程中参考了一些书籍、期刊以及浏览了相关网页，对论文的写作具有很大的帮助。其中，程玉华编著的?西门子S7-200工程应用分析?这本书从综合工程开发的角度出发，以德国两门子公司的S7200系列PLC为背景，在简单介绍可编程控制器PLC根本知识的根底上，以大量的综合设计为实例，重点介绍PLC在电器控制系统中的应用与开发；PLC在机电设备中的应用与开发；PLC在工业生产中的应用与开发；PLC在日常生活控制系统中的应用与开发；以及PLC在网络通信方面的应用与开发。本书以实用为宗旨，以系统的开发为思想，实例内容丰富，涉及范围广，具有较强的实用性和参考性。非常适合各类高等学校电气工程、工业自动化、机电一体化、机械电子等专业的高年级学生阅读，尤其在实际控制系统开发以及论文写作中都是不可多得的参考资料，也可供从事PLC控制系统应用与开发的广阔技术人员阅读。各个网站上的资料也都很丰富，其中西门子官网、中国工业电器网、中国工控网等有很多文章对桥式起重机控制系统的介绍都很独到，为我提供了很多可借鉴的分析资料桥式起重机控制系统改良设计一、概述桥式起重机是桥架式起重机的一种，踏依靠升降机构和水平运动机构在两个相互垂直的方向运动，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、结构相对简单等特点，随着经济建设的开展，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良，满足工业生产的需要。传统起重机的控制系统一般采用六种调速方式：直接启动电动机、改变电动机极对数调速、转子串电阻调速、涡流制动器调速、可控硅串级调速、直流调速。前四种为有极调速，调速范围小，且只能在额定转速下调速。采用转子回路串电阻等方式进行调速，启动电流大，对电网冲击很大，导致机械冲击频繁，振动剧烈，容易造成机械疲劳，导致意外事故发生。因此需要采用无级调速可以较好地解决以上问题，如可控硅串级调速，可实现无级调速，并减少启动、制动冲击，但其控制技术仍停留在模拟阶段，尚未实现实际应用。采用直流电动机也是一种较好地调速手段，但由于直流电动机制造工艺复杂、维护要求高、故障率高等缺点，故使用较少。.我单位模具车间现有年产十万多吨翻砂模具的能力，车间配套有装车用桥式起重机一台，电动机调速用的是转子串电阻调速，调速时运行不平稳，有时会发生震动。该桥式起重机是张家口起重机厂1979年10月生产，我厂1980年4月投用，经过20多年的使用，该设备已经非常陈旧，且随着近几年产量的增加，起重机使用频率增加，天车故障频发，桥式起重机的电气维护一直是我们日常维护的一项重要工作，往往投入了大量的人力物力，还不能保证桥式起重机的正常使用，每年都消耗大量的材料费用。在桥式起重机电路中，故障发生比拟多的是小车和升降机局部的控制电路。小车、升降机主电路如图1所示。控制电路如图2所示。图2中，KM11、KM33、KM22、KM44分别是控制小车和升降机的主接触器，KM1KM6是切除电阻的接触器，KT1KT6是时间继电器，时间继电器的作用是分级延时接触启动电阻，由于动作频繁所以故障频发。我们通过分析可以看出: 由于时间继电器的型号是JT3-11/1-110V，因此工作回路是一个半波整流降压回路，要使JT3-11/1正常工作，该回路中的二极管、降压电阻、接触器辅助接点均应可靠工作。 JT3-11/1型号的时间继电器的辅助接点导致电气故障经常发生的一个主要点，如机构故障、接点接触不良故障，检修起来非常烦琐。 JT3-11/1的线圈本身也经常出现短路和断路故障;另外，在这局部控制电路中，切除电阻的接触器和时间继电器辅助触点相互控制，互为因果，电路比拟复杂。我们通过以上分析可以看出:无论哪一点出问题，都会导致升降电动机直接起动，使电机的起动转矩大大下降，如果发现不及时，极易烧坏电机。早期的起重机采用接触器、继电器系统控制，由于频繁的动作和高压作用，经常会出现触点烧损的现象，电阻箱受工作环境的影响容易出现腐蚀、老化，造成频繁事故。随着电力、电子技术、计算机技术的迅速开展，变压变频调速技术VVVVF和可编程逻辑控制器PLC已广泛应用于电气传动领域。图1 小车、升降机主电路图2 小车、升降控制电路图二：改良后控制系统的总体设计一桥式起重机的结构桥式起重机是工业生产过程中的一个重要的运输环节，一台效率高、可靠性高的桥式起重机将会使工厂生产效率大大提高。桥式起重机的主要表现形式分为以下两点。PLC控制器调速器调速器调速器大车小车升降机 图3 机械组成局部简单示意图桥式起重机一般由桥架金属结构、桥架运行机构和电气控制结构等三局部组成，运行机构一般包括大车运行机构、小车运行机构和升降机运行机构，电气控制系统包括一些电缆、电气柜等设备，还有一些保护装置。机械组成局部简单示意图如图3所示。1大车运行机构。大车运行机构的大车采用两台电动机，使用一台变频器进行控制，由于大车运行机构的工作频率较小，因此采用一台变频器控制两个电动机，以节约本钱，变频器的选择以所选电动机的额定功率为根据，通常选额定功率大一级的变频器，其控制电路示意图如图4所示。2小车运行机构。小车运行机构为一台电动机单独驱动，使用一台变频器，变频器的选择以所选电动机的额定功率为根据，通常选额定功率大一级的变频器，采用V/F控制方式，其煞车方式与大车运行机构相同，可采用自由停车方式，机构控制示意图与图4所示。图4 大车和小车运行机构控制电路示意图 3升降机运行机构。升降机运行机构采用一台电动机单独驱动，使用一台变频器，可采用专用的变频器进行重物提升控制，运行机构的启动要求迅速、平稳，同时电气制动方式可采用外接煞车电阻，升降机运行机构控制电路示意图如图5所示。. 图5 升降机运行机构控制电路示意图2：.控制系统总体框图改良后的桥式起重机系统的电气控制系统总体框图如图6所示，PLC为核心控制器，控制系统用西门子STEP7-200PLC取代原有的交流接触器，用变压变频调速器调速电动机，实现无极平稳调速。通过检测控制面板按钮的输入、各个限位开关的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。操作面板限位开关输入PLC变频器隔离执行机构图6 电气控制系统总体框图.二：改良后的桥式起重机控制系统功能要求 桥式起重机的功能主要是完成大型物品的运输功能。其主要涉及两方面的功能：检测输入信号、控制输出。1检测输入信号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、变频器反应值的检测等。1操作输入按钮的检测。完成对人工操作台地输入按钮的检测，主要的输入按钮有急停旋钮和启动按钮、大车运行和停止和加速和减速按钮、小车运行和停止和加速和减速按钮、升降机运行与停止和加速和减速按钮等。2限位开关的检测。限位开关一共包括三组：大车前进、后退限位开关；小车左移、右移