基于PLC的门式起重机控制系统设计.doc
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基于PLC的门式起重机控制系统设计.doc
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目录
中文摘要、关键词 1
英文摘要、关键词 2
引言 3
第1章门式起重机系统概述 4
1.1门式起重机的工作参数 4
1.2门式起重机的特点 6
1.3轨道式集装箱门式起重机的分类 7
1.4主要技术性能参数 7
1.5轨道式集装箱门式起重机的机构 8
第2章门式起重机的三大工作机构 11
2.1起升机构 11
2.2小车走行机构 12
2.3大车走行机构 13
第3章门式起重机的电气设备及选用 16
3.1门式起重机的工作类型及过程 16
3.2起重机常用的下降制动方法 17
3.2电气控制系统 18
3.3电动机 19
3.4控制电器及选用 20
3.5变频器的选择 24
3.5.1变频器的主要特点 25
3.5.2变频器类型 24
3.5.3门式起重机的变频调速 25
3.5.4变频器容量选定 27
3.6可编程序控制器(PLC) 28
3.6.1PLC的主要特点:
29
3.6.2PLC的基本组成 29
3.6.3PLC的软件组成 31
第4章电器保护装置及维护 37
4.1电器设备 37
4.2导电装置以及电气电路 39
4.3电气设备的维护与检修 40
结论 42
致谢 43
参考文献 44
附录A 45
基于PLC的门式起重机控制系统设计
摘要:
门式起重机是桥式起重机的一种变形,主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。
它的金属结构像门形框架,承载主梁下安装两条支脚,可以直接在地面的轨道上行走,主梁两端可以具有外伸悬臂梁。
门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点,在港口货场得到广泛使用。
集装箱门式起重机是目前国内外非常受推崇的一种集装箱堆场机型,我国港口越来越多地选用这种机型。
本文介绍轨道式集装箱门式起重机的三大工作机构、电气设备和电气控制系统等内容,电器设备是起重机上比较复杂的部分,它在冲击、震动与摆动的工况下作业,容易发生故障,特别在高温、多灰尘、潮湿的环境下,更容易发生故障且可能引发事故。
本文主要主要是利用PLC控制的变频调速技术,控制门式起重机拖动系统的各档速度、加速时间和制动减速,将转子绕组引出线短接,去掉电刷和集电环,节省更换电动机的费用。
而且调速性能好,时间都可以根据现场情况由变频器设置,调整方便。
负载变化时,各档速度基本不变。
采用先进的电器设备和电器控制方法提高起重机的工作效率。
关键词:
门式起重机电动机变频器接触器继电器PLC
PLC-basedcontrolsystemdesignofgantrycrane
Abstract:
Theportaltypehoistcraneisthebridge-typehoistcrane'sonekindofdistortion,mainlyusesintheoutdoorfreightyard,thematerialsyardgoods,thebulkcargohandlingoperation.Itsmetalstructureportaltypeframe,undertheloadbearingkingpostinstallstwostubslikely,maywalkdirectlyonthegroundtrack,thekingpostbothsidesmayhaveoverhangthecantileverbeam.Theportaltypehoistcranehasthelocationusefactortobehigh,theworkscopeisbig,theadaptationsurfaceisbroad,versatilitystrongandsooncharacteristics,obtainsthewidespreaduseintheharborfreightyard.
Thecontainerportaltypehoistcraneisonekindofcontainerdumpsitetypewhichpresentdomesticandforeignreceivesesteems,ourcountryharbormoreandmoreselectsthistype.Thisarticleintroducedthatrail-mountedcontainerportaltypecontentsandsoonhoistcrane'sthreebigoperatingmechanism,electricalequipmentandelectriccontrolsystem,theelectricapplianceequipmentisonthehoistcranethequitecomplexpart,itintheimpact,thevibrationandundertheswingingoperatingmodethework,easytobreakdown,underthehightemperature,themulti-dusts,themoistenvironment,easiertobreakdownspecially,andpossibletocausetheaccident.ThisarticlemainlyismainlyusesthePLCcontrolthefrequencyconversionvelocitymodulationtechnology,controlportaltypehoistcranedraggingsystem'svariousgradeofspeeds,therisetimeandthebrakedecelerates,therotorwindinglead-outwirepipenipple,removestheelectronicsbrushandtheringheader,savesreplaceselectricmotor'sexpense.Moreoverthevelocitymodulationperformanceisgood,thetimemayestablishaccordingtothescenesituationbythefrequencychanger,theadjustmentisconvenient.Whenvariationofload,variousgradeofspeedsbasicinvariable.Usestheadvancedelectricapplianceequipmentandtheelectricappliancecontrolmethodraiseshoistcrane'sworkingefficiency.
Keywords:
gantry;crane;motor;inverterccontactor;relay;PLC
引言
随着社会生产力的发展,在运输业发生了一场技术革命——集装箱运输。
六十年代中期集装箱运输受到世界各国的普遍重视,从而得到了迅速发展,以形成一个完整的体系。
国际标准化组织为集装箱规定了统一的规格、重量。
为发展集装箱运输,又出现了许多种类的装卸机械,集装箱龙门起重机就是其中的一种。
集装箱龙门起重机由普通龙门起重机发展而来,是专门用来装卸集装箱的一种起重机,被广泛的用于码头、车站、货场等。
集装箱龙门起重机最早出现于1958年。
1965年以后轨道式集装箱龙门起重机有了很大的发展,随后在1971~1972年轮胎式集装箱龙门起重机又有显著的增多。
目前,国内外集装箱龙门起重机正朝着装卸自动化的方向发展,为了提高装卸效率,采用计算机控制起重机的各种动作,它可以安全、准确的将集装箱搬运到指定的位置,起重机械是物流机械化系统中的重要设备。
社会化大生产愈发展,居民生活水平愈提高,物料搬运和人员的输送量就愈大,起重机械的应用范围也就愈广泛。
根据人类生产和生活的需要,许多具有持殊用途的新型设备不断出现。
本课题通过PLC完成系统逻辑控制部分控制电动机的正、反转、调速等控制信号进入PLC,PLC经处理后,向变频器发出起停、调速等信号,使电动机工作,是系统的核心。
利用PLC控制的变频调速技术,门式起重机拖动系统的各档速度、加速时间和制动减速,调速性能好。
第1章门式起重机系统概述
起重机械是一种对重物能同时完成垂直升降和水平移动的机械。
在工业和民用建筑工程中,起重机械作为主要施工机械用于建筑构件和材料在运输过程的装卸,并将构件吊到设计位置进行安装等,不仅解决了人力无法胜任的作业,而且能保证工程质量,缩短工期,降低成本,成为极其重要的建筑施工机械。
起重机械的分类:
起重机械的种类很多,按使用的动力设备可分为内燃机作动力和电动机作动力两种;按起重机载荷率可分为轻型、中型、重型、特重型四类;按起重结构可分为龙门式和臂架式两类;按回转台的角度可分为全回转式和非全回转式;按行走机构的构造可分为固定式和移动式两类。
建筑施工中常用的为移动式起重机,包括:
塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机,以及最基本的起重机械—卷扬机等。
随着高层建筑中作为垂直运输机械而迅速发展的施工升降机也已纳入起重机械范围。
起重机械的主要性能参数包括:
起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度以及工作速度等。
1.1式起重机的工作参数
1.起重量
起重量是指起重机能吊起重物的质量,其中应包括吊索和铁扁担或容器的质量,它是衡量起重机工作能力的一个重要参数。
通常称为额定起重量,用“Q”表示。
起重量的单位过去惯用“t”表示,现都用“KN”表示(10KN约等于1t)。
起重机随着工作幅度的变化,其起重量也随之变化。
因此,额定起重量有最大起重量和最大幅度起重量之分。
最大起重量是指基本起重臂处于最小幅度时所允许起吊的最大起重量;最大幅度起重量是指基本起重臂处于最大幅度时所允许起吊的最大起重量。
一般起重机的额定起重量是指基本起重臂处于最小幅度时允许起吊的最大起重量,也就是起重机铭牌上标定的起重量。
2.工作幅度
工作幅度是指在额定起重量下,起重机回转中心轴线到吊钩中心线的水平距离,通常称为回转半径或工作半径,用“R”表示,单位为“m”。
工作幅度表示起重机不移位时的工作范围,它包括最大幅度(Rmax)和最小幅度(Rmin)两个参数。
对于俯仰变幅的起重臂,当处于接近水平的水平夹角为13°时,从起重机回转中心轴线到吊钩中心线的水平距离最大,为最大幅度;当起重臂仰到最大角度(一般水平夹角为78°)时,回转中心轴线到吊钩中心线距离最小,为最小幅度。
对于小车变幅的起重臂,当小车行到臂架头部端点位置时,为最大幅度;当小车处于臂架根部端点位置时,为最小幅度。
起重机的起重量,随幅度变化而变化,同一台起重机,幅度不同,其起重量也不同。
对于有支腿装置的轮式起重机,还应以有效幅度A表示,即
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