PLC控制的龙门起重机变频调速系统_secret

目录

文摘

第一章绪论

1.1概述

1.2门式起重机电气传动系统方案与原理

1.2.1门式起重机负载特点

1.2.2转子电路串电阻调速

1.2.3晶闸管定子调压调速

1.2.4直流调速系统

1.2.5交流调速系统

1.3门式起重机的控制系统方案

1.3.1 PLC控制系统

1.3.2起重机监控系统

1.4本课题的工作和意义

1.5本章小节

第二章钢厂200吨龙门起重机电控系统简述

2.1 200吨门式起重机的构造

2.2电控系统简述

2.2.1系统功能

2.2.2起重机动作机械联锁保护

2.2.3起重机变频电动机的选择

2.2.4其他配置

2.3本章小结

第三章起重机变频调速传动系统

3.1变频器的技术概要

3.1.1变频调速的原理

3.1.2变频器

3.1.3异步机的标量控制

3.1.4异步机的矢量控制

3.2起重机的变频调速系统

3.2.1起重机电机的选用原则

3.2.2起重机变频器的选用原则

3.3钢厂200吨龙门起重机传动系统方案

3.3.1变频方案选择

3.3.2系统组成及特点

3.4西门子工程型变频器SIMOVERT MASTERDRIVES 3.

4.1功率部分的计算

3.4.2多电机传动

3.4.3整流/回馈单元

3.4.4 AFE整流/回馈单元

3.4.5各种制动方案的比较

3.4.6西门子工程型变频器技术特性

3.4.7软件功能

3.4.8通讯卡

3.4.9系统元件

3.5钢厂200吨门式起重机变频器选型3.6本章小结

第四章起重机PLC网络控制系统

4.1PLC及其网络概述

4.1.1 PLC

4.1.2 PLC网络

4.2钢厂200吨门式起重机自控系统方案4.2.1自控系统方案原理图

4.2.2系统说明

4.3西门子PLC S7-300功能概述

4.3.1 S7-300系统功能

4.3.2钢厂200吨龙门起重机PLC模块4.3.3 STEP 7编程语言

4.3.4全集成的解决方案

4.4 PROFIBUS现场总线技术

4.4.1 PROFIBUS现场总线简述

4.4.2 PROFIBUS的组成

4.4.3 PROFIBUS的存取介质

4.4.4 PROFIBUS的介质存取控制

4.4.5 PROFIBUS的介质存取协议

4.5 SCADA/HMI系统

4.6本章小结

第五章起重机系统功能的实现

5.1起升机构的抱闸控制

5.1.1工艺要求

5.1.2控制功能的实现

5.2大车行走纠偏控制

5.2.1工艺要求

5.2.2控制功能的实现

5.3起升机构自动同步

5.3.1工艺要求

5.3.2控制功能的实现

5.4起重机管理系统

5.5本章小结

结论

参考文献

第一章绪论

1.1概述

近年来，随着我国工业生产、物流事业的发展，许多工厂、码头、货场需要大吨位的门式起重机进行安装作业。这种门式起重机要求作业时平稳、可靠，有良好的低速就位性能。调速精度要求比较高。

200吨门式起重机是钢厂大型起重的关键设备，这台设备的建造是为了提高钢产品效率。由于这台设备的重要性，因此要求配备技术先进、性能可靠的电控系统。传统起重机的电力拖动系统多采用交流绕线转子异步电动机转子串电阻的方法进行起

动和调速，继电一接触器控制，这种控制系统的主要缺点是:

1.起重机工作环境恶劣，工作任务中，电动机及所串电阻烧损及断裂故障时有发生。

2.继电一接触器控制可靠性差，操作复杂，故障率高。

3.转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想。

随着变频调速技术的发展，起重机开始应用变频器来控制交流电机驱动起升、行走机构并获得了理想的效果。对于控制点较多的门式起重机，PLC、现场总线技术开始替代传统的继电器控制。通过HMI(人机界面软件)使得操作界面更友好，下层控制器的历史数据和报等信号等能够直接读取，便于控制及进行故障诊断。

钢厂的200吨门式起重机的电气设计立足于安全，可靠，技术先进，性能价格比合理，维修方便。因此采用PLC控制的变频调速技术。经过详细的方案论证，最终驱动系统选择了西门子公司的整流/回馈直流母线方案，控制系统采用现场总线技术。

本文就门式起重机电控系统的选型调试提出了一种行之有效的方案，并对起重机起升机构同步控制，抱闸控制，行走机构纠偏控制，现场总线技术的应用提出了一种解决方案。另外，对调试过程中遇到的一些实际问题也作了简单的阐述。

1.2 门式起重机电气传动系统方案与原理

1.2.1门式起重机负载特点

为了提高生产率以及适应各种工作的要求，起重机的工作速度应该是可控制的尤其是起重机起升机构，当轻载和空钩下降时，在大起升高度升降重物时，为节省时间，需较高的工作速度，当吊运危险物品、重载以及进行安装工作时，为了安全可靠和准确定位，则要求较低的工作速度甚至微速。因此，起重机一般设有速度调节装置，且要求其工作平稳可靠、结构简单、操作方便、调速范围大等.

对于门式起重机，其核心机构是起升机构，在起升机构上电气控制调速必须解决的关键技术为:

1)低频时能保证恒转矩输出，以避免低频时满负载工况下发生带不动负载的现象;

2)满负载时在空中制动停车或再提升时，不产生溜钩现象;

3)电动机减速或重载下放时，再生制动能量必须迅速释放。

对于门式起重机的行走机构，为了保证停车位置的准确，也必须将负载按照四象限运行来考虑。

下面列举几种起重机常用的调速方案并进行比较。

1.2.2 转子电路串电阻调速

传统的门式起重机多采用绕线式交流异步电动机转子电路串电阻调速。