毕业设计-基于PLC控制的桥式起重机的变频调速系统
桥式起重机变频调速控制系统设计论文(含中英文翻译)
前言桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位,经过几十年的发展,我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺、设备使用维修、管理方面,不断积累经验,不断改造,推动了桥式起重机的技术进步。
但在实际使用中,传统桥式起重机的控制系统所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,在工作环境差,工作任务重时,电动机以及所串连电阻烧损和断裂故障时有发生;继电—接触器控制系统可靠性差,操作复杂,故障率高;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。
所串连电阻长期发热,电能浪费大,效率低。
要从根本上解决这些问题,只有彻底改变传统的控制方式。
近年来,随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展,同时也带动电气传动和自动控制领域的发展。
其中,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,为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机系统提供了有利条件。
变频技术的运用使得起重机的整体特性得到较大提高,可以解决传统桥式起重机控制系统存在诸多的问题,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。
本次设计采用PLC和变频器技术,以PLC控制变频器,即以程序控制取代继电—接触器控制,控制变频器实现变频调速,设计出PLC控制的桥式起重机的变频调速系统,进而实现了起重机的半自动化控制。
此系统特别适用于桥式起重机在恶劣条件下的工作情况,对改善桥式起重机的调速性能,提高工作效率和功率因数,减小起制动冲击以及增加起重机使用的安全可靠性是非常有益的。
桥式起重机变频调速控制系统设计1 绪论1.1 桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况电气调速控制的方法很多,对直流驱动来讲60年代采用发电机—电机系统。
从控制电阻分级控制,到交磁放大控制,到可控硅SCR激磁控制,到主回路可控硅即晶闸管整流供电系统。
随着电子技术的飞速发展,集成模块出现,计算机、微处理器应用,因此控制从分立组成模拟量控制发展至今天的数字量控制。
基于PLC、变频器的桥式起重机控制系统的设计
桥式起重机俗称行车,是工矿企业应用非常广泛的起重机械。
传统的桥式起重机为了提高起动转矩,采用绕线式异步电动机拖动,通过鼓形凸轮控制器的操作来改变其转子所串电阻调速。
随着新技术和控制设备的发展,现在人们普遍采用变频器作为变频调速电源,用笼形异步电动机取代原来的绕线异步电动机,用PLC作为控制装置进行无触点控制。
从而改善了调速性能,增加了系统的可靠性。
本文通过一个实例分析变频器和PLC在系统中的具体应用。
1、桥式起重机拖动系统1.1 桥式起重机的运行机构1)大车拖动系统拖动整台起重机顺着车间方向左右移动(以司机的坐向为参考)2)小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运动。
3)吊钩拖动系统拖动重物作吊起或放下的上下运动。
大型起重机(超过10t)有两个起升机构:主起升机构(主钩)和副起升机构(副钩)。
通常主钩与副钩不能同时起吊重物。
1.2 负荷特点桥式起重机的拖动系统负载都属于恒转矩性质,且其起升机构为位能性负载,当起升机构起吊重物下降或者快速减速运行时,电动机处于再生发电制动状态。
需要将电能通过反馈装置反送给电网或消耗在制动电阻上,以防直流处的泵升电压影响制动效果。
1.3 控制要求1)起升机构要求起动转矩大,起动运行平稳。
能够实现正反转运行且要有超载、限位、限流等多种保护。
2)起升机构在启停过程中易出现“溜钩”问题。
由于制动器从抱紧到松开,以及从松开到抱紧的动作过程需要时间(约0.65),而电动机转矩的产生或消失,是在通电或断电瞬间就立刻反应的。
因此,制动器和电动机在动作的配合上极易出现问题。
如电动机已经通电,而制动器尚未松开,将导致电动机的严重过载;反之,如电动机已经断电,而制动器尚未抱紧,则重物必将下滑,即出现溜钩现象。
因此要有相应的防止措施。
起升机构中要有机械制动器。
起重用变频器具有零速全转矩功能(又称零伺服功能,即零速时电动机仍能输出150%的额定转矩,使重物停在空中),但是若重物停在空中时出现电源瞬间停电等情况,就会有重物下滑的危险。
[电子设计论文精品]基于PLC的起重机变频调速系统设计)
本科毕业设计(论文)题目:基于PLC的起重机变频调速系统设计学院:电气工程与自动化学院专业:电气工程及其自动化班级:学号:学生:指导教师:职称:副教授时间:2017年6月3日本科毕业设计(论文)任务书电气工程与自动化学院电气专业 2013级(2017 届)3班学生题目:基于PLC的起重机变频调速系统设计专题题目(若无专题则不填):原始依据(包括设计(论文)的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等):常用的桥式起重机大多存在电能浪费严重、自动化水平低等问题, 随着计算机技术和自动控制技术的不断进步与发展,许多领域中都引入了计算机自动检测与控制技术。
现设计一种全新的基于无线网络、PLC和变频回馈装置的高性能起重机控制系统, 把基于可编程序控制器PROFIBUS总线和变频器应用于桥式起重机控制系统上,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。
主要内容和要求:(包括设计(研究)内容、主要指标与技术参数,并根据课题性质对学生提出具体要求):一、硬件部分:该课题所需要的硬件包括CPU315-2DP型号的S7-300,变频器6SE70,电机,触摸屏等。
二、软件部分:主要分为两部分:1.主程序通过调用功能FC实现五段调速,并将FC输出值通过在主程序中转换后通过DP通信传送给变频器。
2.PLC S7-300通过调用SFC15把发送数据打包,调用SFC14把接收数据解包,并且输入输出按实际需要的产生动作。
由上叙述可知本课题所需要的技术有:PLC S7-300,变频器、检测技术等。
所以不仅要求学生具有系统的专业综合理论知识,而且要具有一定的创新实践能力和应用能力、分析与解决问题的能力。
日程安排:主要参考文献和书目:[1]刘艳梅,任双艳,李一波编著.S7-300 可编程控制器(PLC)教程.北京:人民邮电出版社,2008.1:150~178.[2]张运刚,宋小春,郭武强编著.西门子S7-300/400PLC技术与应用:人民邮电出版社,2007.8:224~350.[3]陈雨春,李景学.可编程控制器应用软件设计方法与技巧.北京:电子工业出版社,1992:5~16,34~65.[4]佟纯厚.近代交流调速技术.冶金工业出版社,2008.7:41~58.[5]张燕宾.SPWM变频器调速应用技术.北京机械工业出版社,1997:12~33.[6]丁斗章.变频调速技术与系统应用〔M〕.北京:机械工业出版社,2005.[7]马宁,孔红.S7-300PLC和MM440变频器的原理与应用〔M〕.北京:机械工业出版社,2006.[8]刘小庆.基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用[M].武汉科技大学,2005.[9]张三豹.变频调速起重机中的PLC.起重运输机械,2001:27~29.[10]SIEMENS公司.SIMATIC S7一300可编程序控制器系统手册.2002.[11]朱少祥.可编程控制器(PLC)原理及应用.上海交通大学出版社,1998.[]许大中.交流电动机调速理论.杭州:浙江大学出版社,1991.[12]Germany Profibus Interface Center/lab.Manfred Pop The Rapid Way to PROFIBUS-DP〔M〕, 1997:167~169.[13]S7-300 Module Specifications:l-18,22~24.[14]赵庆林.用变频调速器实现过程的自动控制.石油化工自动化,2003,2:34~35.[15]王梅生.变频调速在起重机中的应用.起重运输机械,1999,(2):6~10.[16]满永奎.通用变频器及其应用.北京:机械工业出版社,1995.[17]张扬,蔡春伟,孙明健.S7-300PLC 原理与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2007.指导教师(签字):2017年3月4 日注:本表可自主延伸,各专业根据需要调整。
基于PLC的桥式抓斗起重机变频控制系统优化设计
① 作者 : 锋 (9 2 ) 男 , 南巩义 , 许 昌职业 技术 学 院机 电工 程系 任教 。 薄关 18 一 , 河 在 科技 博览 l 6 3 4
图1 起重 机控 制系 统结 构框 图
F g F a e d a r m o c a e i l r m i ga f r n
c n r s s e o t ol y t m
图 2P C 序流 程 图 L 程
F g F o h r f P C i2 lw ca to L
1引 言 抓 斗 桥式起 重 机作 为物 料搬 运 的起 重 设备, 广泛应 用 在钢 厂 、码 头、仓 库 等场合 , 其 安全性 和 可靠性 要求 较高 。然而 , 对 目前抓 斗 桥式起 重机 主要 采 用继 电接 触器 控制 , 子 串 电阻方 法进 行 启动 与调 速 。 由于载 荷工 作环 境恶 转 劣, 利用 率高实 际使 用 中主要存 在 如下 问题 :1 调速方 式采 用转 子 串电 阻, () 机 械振动 大, 定位 比较 困难, 易造 成设 备损 坏 :2抓斗 电机采 用绕线 式 电动机, () 不 具备 软启动 特性 , 启动过程 中没 有 缓冲过 程, 易造成 电冲 击 或机械 冲击 :3 控 () 制 电路 由继 电器 和接 触器 组成 , 作过 程 中 由于粉尘 、湿度 等 因素 的影响 , 工 导 致元件触 点接 触不可靠 , 引起故 障 :4 抓斗桥 式起 重机提 升 电机 与开 闭电机 而 () 之 间无 电气联 系, 们之 间的配合 完全靠 司机操 作协调 , 它 劳动强度 大, 而且容 易 造 成 动作 不 同步 ,影 响正 常工 作 。 本文 针对 该系 统 的不足, 用可 编程 序控 制器 代替 继 电器 、 触器 控制 , 采 接 采 用变 频器 代替 转 子 串电阻 调速 方式 。改造后 , 使得起 重 机 的整体 特 性得 到 较 大提 高 , 行 效 果显 著 。 运 2抓 斗 电气控 制 系统硬 件 设 计 改进后 , 熏机 控制 系统 主要 由可编 程控 制器 、变频 器 、负荷 重量 测量 起 仪等 组 成 ( 控制 系 统 结构 框 图如 图 1所示 ) 。其 中大 车 为两 台 电动 机 同 时拖 动 , 现 同步 运行 。所 以整 个 系统 有 五 台 电动 机 2 基于 变频 调速 的 抓 斗 吊车 控制 系 统设 计 [ ] 工矿 自动 化 , J.
基于PLC、变频器的桥式起重机控制系统设计要求X
基于PLC、变频器的桥式起重机控制系统设计要求一、桥式起重机的简述桥式起重机(又叫天车)是是一种用来起吊、放下和搬运重物,并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运设备,是目前工矿企业中应用十分广泛的一种起重搬运吊装设备。
桥式起重机一般分为3-4个基本机构:用于提升重物的起升机构(起升机构分为主起升和副起升结构)、用于移动重物的纵向移动机构(即桥式起重机的小车运行机构)和用于移动重物的横向移动机构(即起重机的大车运行机构)。
桥式起重机的基本结构如图1所示。
图1.1 通用桥式起重机的结构图1)桥架桥架是桥式起重机的基本构件,它由下列部件构成:主梁:用于铺设供小车运行的钢轨。
端梁:在主梁的两侧,用于和主梁连接并承受全部载荷。
走道:在主梁外侧,为安装和检修大小车运行机构而设。
主梁横跨在车间中间,主梁两端有端梁,组成箱式桥架。
两侧设有走道,一侧安装大车移行机构的传动装置,使桥架可在沿车间长度铺设的轨道上移动。
另一侧安装小车所有的电气设备。
主梁上铺有小车移动的轨道,小车可以前后移动。
2)大车运行机构用于拖动整台起重机顺着车间作“横向”运动(以驾驶室的坐向为准),由大车电动机、制动器、传动轴、万向联轴节、车轮等部分组成。
3)小车运行机构小车俗称跑车,用于拖动吊钩及重物顺着桥架作“纵向”运动,主要由小车电动机、制动器、减速装置等部分组成。
它的传动系统如图4-5所示。
小车移动机构由小车电动机6经立式减速箱7拖动小车前后移动,两端装有缓冲装置和限位保护开关。
4)起升机构用于拖动重物作上升或下降运动,由吊钩电动机、减速装置、卷筒和制动器等部分组成。
由提升电动机1经卧式减速箱2拖动卷筒3旋转,通过钢丝绳5使重物上升或下降大型起重机(超过10t)装有两个起升机构:起升机构(主钩)和副起升机构(副钩)。
10t及以下的桥式起重机,通常只装有一套提升机构--主钩;通常主钩与副钩不能同时起吊重物。
桥式起重机的起升机构是通过控制三相异步电动机的正反转,经过联轴器和减速器带动绕有钢丝绳的卷筒,使吊钩升或降。
基于PLC的桥式起重机变频改造
存档日期:存档编号:本科生毕业设计(论文)论文题目:基于PLC的桥式起重机变频改造姓名:陈铁柱系别:机电工程系专业:电气工程及其自动化年级、学号:12Z电气108320003指导教师:贾传圣江苏师范大学科文学院印制摘要桥式起重机是企业生产中用来搬运货物的重要设备。
在长期使用后,某厂15/ST桥式起重机频繁的出现故障,使工厂的正常生产受到了严重的影响。
在不改变桥式起重机运行机构的条件下,可使用交流变频调速器和可编程控制器,对该设备的起升系统进行电气控制技术改造,并设计了配套的技术改造方案,主钩电机调速选用FR-A540-45 W变频器;副钩电机调速选用FR-A540-1 SW 的变频器;并使用三菱FX2N-80MR作为起升系统的电气PLC控制器。
本文结合交流变频技术与PLC控制技术,根据工厂设备的要求,绘制了变频器的端口接线图,定义可编程控制器的输入和输出端口并绘制端口接线图。
设计了起升装置的PLC梯形图;编写了相应的PLC控制程序。
解决了设备在控制过程中存在的安全隐患,提高了控制精度。
关键词:桥式起重机起升装置改造交流变频调速可编程控制器AbstractBridge crane is one of the important equipment used to transport goods in enterprise production. After using for a long time, a factory 15/2T bridge crane frequent malfunction, have seriously affected normal production of the factory.Without changing under the condition of bridge crane operation mechanism, can use ac frequency conversion speed regulator and programmable controller, the equipment of the hoisting system of electrical control technology renovation, and design form a complete set of technical transformation scheme, main hook to choose FR - A540-45 W inverter motor speed; Vice hook to choose FR-A540-motor speed frequency converter; And the use of mitsubishi FX2N-80-MR lifting system of electrical PLC controller.Based on the ac frequency conversion technology and PLC control technology, according to the requirement of the factory equipment, made port wiring diagram of the inverter, definition of the programmable controller input and output ports and draw port wiring diagram. Design the PLC ladder diagram of lifting device; Write the corresponding PLC control program. To solve the hidden trouble in security equipment in the control process, improve the control precision.Keywords: bridge crane hoisting device transform ac frequency control of motor speed programmable controller目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 桥式起重机的组成 (1)1.3 桥式起重机电气控制系统 (1)1.4 桥式起重机电气设备及功能 (2)1.5 桥式起重机电气故障分析 (3)1.6 改造方案研究 (4)1.7 本章小结 (5)2 桥式起重机电气改造方案研究 (6)2.1 确定起重机升降机构的电气系统改造方案 (6)2.2 本改造方案的优点 (6)2.3 本章小结 (7)3 三相交流异步电机变频调速和PLC控制技术基础 (8)3.1 三相异步交流电动机变频调速的优点 (8)3.2 变频调速器 (9)3.3 PLC控制技术基础 (11)3.3.1 可编程序控制器概述 (11)3.3.2 PLC的性能指标 (11)3.3.3 可编程控制器的分类 (11)3.3.4 可编程控制器的基本运用 (12)3.3.5 可编程序控制器的特点 (13)3.3.6 可编程控制器的组成及原理 (14)3.2 编程语言 (15)3.3 可编程控制器的工作原理 (16)3.4 本章小结 (18)4 起重机的电气系统改造硬件选择 (19)4.1 起重机升降装置改造前主要参数 (19)4.2 主钩电机与副钩电机基于功率的定型 (19)4.3 主、副钩变频器选型 (20)4.4 可编程控制器的选型 (22)4.4.1 可编程控制器的输入输出点表统计 (22)4.4.2 电气控制PLC的选型确定 (24)4.5 本章小结 (24)5 起重机起升装置的电气控制系统的改造接线 (25)5.1 可编程控制器的输入输出点定义 (25)5.2 起升装置的改造接线 (26)5.3 电气控制PLC程序设计 (28)5.4 本章小结 (29)6 桥式起重机电气系统改造施工及调试 (30)6.1 起重机改造设备的采购及施工 (30)6.2 本章小结 (31)致谢 (33)参考文献 (34)1 绪论1.1 选题背景桥式起重机是企业生产中用来搬运货物的重要设备,它是可沿轨道运行的桥梁式结构起重机。
基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用
基于 P L C控制的变频调速在桥式起重机中的应用
文/ 解太林
环保 节能理念 ,节 能电力 。 将 P L C可 编程 控 制 器运 用 于 桥 式起 重机 运 行过 程 的变频 调速 当 中,将 能够使 机 器进 行 变频调 速 , 促 使 起 重 机 可 以 发 回 更 大 的 作 用 。施 工人 员可 以 利用 P L C系 统 针 对 起 重 机 的 运 行 数 据 和 实 时 状 况 开展 监 测,最 大限度 额 发挥 桥 式起 重 机 的工程 效 率,促 进桥 式起 重机 在 P L C系统 的辅 助 下 开 展 工 程 ,也使 P L C变 频调 速 获得 发 展 。本 文将 简单 描述 P L C变 频 技 术 的 实 时 状 况 , 利 用 桥 式起 重 机 的工程 现状 研 究,分 析 和探讨 在 桥 式起 重机 工作 过程 中 P L C变 频调速 的实际运 用情况。 1 . 2 . 2促进 工效的提高
握 ,同时也能够满 足各种 复杂情 况下的控制 功 水平和工作效率的提高。 能 ,而且 因为使用 软件 替代了继电器,很大程 I . 3 . 2达成远程监管和控制
体环境 中工作 的时候保 证起重机 的安全。 2 . 3在桥式起重机上对 变频调速控制 系统 的设
计
度的减少 了触 点接触 ,也直接 的提升了系统 内
制起重机的运行数据和状况 ,通过使用调速控
这 一类 型 的起重 机主 要是 运用 在容 易有
利用 I / O设备或者相 关接 口进行输 出,从而在 制系统触摸屏控制面板 ,完成远程监视桥式起 爆 炸性气 体的特 殊环 境中,其本体组成也是 与 各类机械设备运转和展开生产 的过程 当中实施 重机的运行和工作。而通过针对工作生产过程 普通型 的起重机 大致 类似。但是可 以在机械设 控制 。P L C可编程控制器本身具备繁多的编程 中的桥式起重机进行控制和监管 ,将能够大大 备 的各 部分例 如金属、 电气、 电机等各种接触 原件 以及使用梯形 图,因此较 为容易上手和掌 的增强桥式起重机的工作 的可靠度 ,促进工作 面 专门定制防爆模式措施, 以在特殊爆炸性 气
基于PLC控制的变频器调速系统_毕业设计论文
目录目录 (1)第一章系统的功能设计分析和总体思路 (2)1.1 概述 (2)1.2 系统功能设计分析 (3)1.3 系统设计的总体思路 (3)第二章PLC和变频器的型号选择 (4)2.1 PLC的型号选择 (4)2.2 变频器的选择和参数设置 (5)2.2.1 变频器的选择 (5)2.2.2 变频调速原理 (6)2.2.3 变频器的工作原理 (6)2.2.4 变频器的快速设置 (7)第三章硬件设计以及PLC编程 (9)3.1 开环控制设计及PLC编程 (9)3.1.1 硬件设计 (9)3.1.2 PLC软件编程 (10)3.2 闭环控制设计 (14)3.2.1 硬件和速度反馈设计 (14)3.2.3 闭环的程序设计以及源程序 (16)第四章实验调试和数据分析 (21)4.1 PID 参数整定 (21)4.2 运行结果 (22)第五章总结和体会 (22)第六章附录 (24)6.1 变频器内部原理框图 (24)第七章参考文献 (25)第一章系统的功能设计分析和总体思路1.1 概述调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。
在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中,具有举足轻重的作用。
调速控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器(PLC)可编程控制器是一种工业控制计算机,是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强,价格便宜,可靠性强,编程简朴,易学易用等特点,在工业领域中深受工程操作人员的喜欢,因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
目前在控制领域中,虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具,特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统(DCS)。
但就其控制策略而言,占统治地位的仍旧是常规的PID控制。
PID结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型。
基于PLC的桥式起重机变频改造
摘要桥式起重机是企业生产中用来搬运货物的重要设备。
在长期使用后,某厂15/ST桥式起重机频繁的出现故障,使工厂的正常生产受到了严重的影响。
在不改变桥式起重机运行机构的条件下,可使用交流变频调速器和可编程控制器,对该设备的起升系统进行电气控制技术改造,并设计了配套的技术改造方案,主钩电机调速选用FR-A540-45 W变频器;副钩电机调速选用FR-A540-1 SW 的变频器;并使用三菱FX2N-80MR作为起升系统的电气PLC控制器。
本文结合交流变频技术与PLC控制技术,根据工厂设备的要求,绘制了变频器的端口接线图,定义可编程控制器的输入和输出端口并绘制端口接线图。
设计了起升装置的PLC梯形图;编写了相应的PLC控制程序。
解决了设备在控制过程中存在的安全隐患,提高了控制精度。
关键词:桥式起重机起升装置改造交流变频调速可编程控制器AbstractBridge crane is one of the important equipment used to transport goods in enterprise production. After using for a long time, a factory 15/2T bridge crane frequent malfunction, have seriously affected normal production of the factory.Without changing under the condition of bridge crane operation mechanism, can use ac frequency conversion speed regulator and programmable controller, the equipment of the hoisting system of electrical control technology renovation, and design form a complete set of technical transformation scheme, main hook to choose FR - A540-45 W inverter motor speed; Vice hook to choose FR-A540-motor speed frequency converter; And the use of mitsubishi FX2N-80-MR lifting system of electrical PLC controller.Based on the ac frequency conversion technology and PLC control technology, according to the requirement of the factory equipment, made port wiring diagram of the inverter, definition of the programmable controller input and output ports and draw port wiring diagram. Design the PLC ladder diagram of lifting device; Write the corresponding PLC control program. To solve the hidden trouble in security equipment in the control process, improve the control precision.Keywords: bridge crane hoisting device transform ac frequency control of motor speed programmable controller目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 桥式起重机的组成 (1)1.3 桥式起重机电气控制系统 (1)1.4 桥式起重机电气设备及功能 (2)1.5 桥式起重机电气故障分析 (3)1.6 改造方案研究 (4)1.7 本章小结 (5)2 桥式起重机电气改造方案研究 (6)2.1 确定起重机升降机构的电气系统改造方案 (6)2.2 本改造方案的优点 (6)2.3 本章小结 (7)3 三相交流异步电机变频调速和PLC控制技术基础 (8)3.1 三相异步交流电动机变频调速的优点 (8)3.2 变频调速器 (9)3.3 PLC控制技术基础 (11)3.3.1 可编程序控制器概述 (11)3.3.2 PLC的性能指标 (11)3.3.3 可编程控制器的分类 (11)3.3.4 可编程控制器的基本运用 (12)3.3.5 可编程序控制器的特点 (13)3.3.6 可编程控制器的组成及原理 (14)3.2 编程语言 (15)3.3 可编程控制器的工作原理 (16)3.4 本章小结 (18)4 起重机的电气系统改造硬件选择 (19)4.1 起重机升降装置改造前主要参数 (19)4.2 主钩电机与副钩电机基于功率的定型 (19)4.3 主、副钩变频器选型 (20)4.4 可编程控制器的选型 (22)4.4.1 可编程控制器的输入输出点表统计 (22)4.4.2 电气控制PLC的选型确定 (24)4.5 本章小结 (24)5 起重机起升装置的电气控制系统的改造接线 (25)5.1 可编程控制器的输入输出点定义 (25)5.2 起升装置的改造接线 (26)5.3 电气控制PLC程序设计 (28)5.4 本章小结 (29)6 桥式起重机电气系统改造施工及调试 (30)6.1 起重机改造设备的采购及施工 (30)6.2 本章小结 (31)致谢 (33)参考文献 (34)1 绪论1.1 选题背景桥式起重机是企业生产中用来搬运货物的重要设备,它是可沿轨道运行的桥梁式结构起重机。
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器,通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来,能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度,越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造,引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机的转速,达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中,电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机转速.以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展,使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展,同时控制理论进步,变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善,响应速度快、节能显著等优点,现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
PLC和变频器桥式起重机控制系统设计毕业设计
1234学院毕业设计(论文)摘要随着现代控制理论的应用,微处理器和微电子技术的发展,使变频调速控制系统日趋成熟。
而桥式起重机作为物料搬运系统中一种典型设备,在企业生产活动中应用广泛作用显著,故对于提高其运行效率,确保运行安全,降低物料搬运成本是十分重要。
传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制,采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速,这种控制系统存在可靠性差,故障率高,电能浪费大,效率低等缺点。
因此根据桥式起重机的运行特点,将可编程序控制器与变频器结合应用于桥式起重机控制系统,其中PLC系统则采用SIEMENS公司产品,大大提高了操作精度和稳定度;综合保护功能完善,便于及时发现、查找、处理故障;并且节约了能源。
关键词:可编程序控制器;桥式起重机;变频调速;变频器目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1桥式起重机简介 (2)1.2 本课题设计的意义、主要内容及基本参数 (3)第二章矢量控制变频调速 (4)2.1 变频调速的基本原理 (4)2.2变频器的基本结构和功能 (7)2.2.1变频器的主电路 (7)2.2.2变频器的控制电路构成 (8)2.3变频调速的控制方式—矢量控制方式 (9)2.3.1矢量控制的基本思想 (9)2.3.2矢量变换规律 (11)2.3.3矢量变换下异步电动机的数学模型 (15)2.4矢量变换控制方程 (17)第三章桥式起重机变频控制系统的硬件设计 (19)3.1总体设计方法 (19)3.2 PLC技术简介 (21)3.2.1 PLC概述 (21)3.2.2 Siemens S7-200结构及工作原理 (22)3.3部件的选择 (24)3.3.1电机的选用 (24)3.3.2变频器的选用 (26)3.3.3 PLC的选用 (31)3.3.4常用辅件的选择 (31)3.4起重机变频调速系统设计 (34)3.4.1系统控制的要求 (34)3.4.2控制系统的1/O点及地址分配 (34)第四章桥式起重机变频调速系统软件设计 (40)4.1 S7-200PLC网络的通信协议 (40)4.1.1 S7-200PLC网络的通信协议的种类 (40)4.1.2本系统通信协议的选择 (41)4.2 PLC程序设计 (45)4.2.1 PLC编程软件概述 (45)4.2.2程序设计 (46)4.3系统抗干扰措施 (52)第五章结束语 (54)致谢.................................. 错误!未定义书签。
桥式起重机的变频调速--毕业设计论文
毕业设计(论文)论文题目:桥式起重机的变频调速系部:电气工程系专业:电机与电器班级: 2013级01班学生姓名:学号:指导教师:2016年05月06号摘要桥式起重机作为物料搬运系统中的一种典型设备,在工业生产中应用广泛,作用显著。
因此对于提高桥式起重机的运行效率,确保运行的安全可靠性,降低物料搬运成本是十分必要的。
本文根据桥式起重机大车运行的特点,采用分散驱动,结合变频调速技术,完成了桥式起重机固定三段频率的调速。
将PLC作为逻辑控制器,并且为其设计了梯形图,将凸轮控制器的信号作为PLC的输入信号,PLC的输出接中间继电器线圈,通过继电器的触点控制变频器的数字输入口实现与变频器相连的两台电动机的变频调速。
为了方便控制和应急处理,设计了起动、停止、故障复位和急停按钮。
同时可以将电动机铭牌相关参数输入到变频器,运用变频器的保护功能保护电路。
通过本设计可以控制电动机的起动、停止、运行方向、速度换挡和故障复位。
从而减少了传统继电—接触式控制系统的中间环节,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性和可靠性。
关键词:桥式起重机,凸轮控制器,可编程序控制器,变频调速ABSTRACTBridge crane as a material handling system of a kind of typical equipment, is widely used in industrial production, significant role. Therefore to improve the operating efficiency of the bridge crane to ensure the safety and reliability of operation, reduce material handling costs is very necessary.The according to the characteristics of the crane operation, adopting the driving of disperse, combining with the technology of frequency conversion, completed the bridge crane fixed frequency speed control. The PLC as logic controller, and the design of the ladder diagram, the cam controller signal as the input signal of the PLC, the PLC output connected to an intermediate relay coil, through the contacts of the relay control of the digital converter input port and inverter connected two motor variable frequency speed regulation. In order to facilitate control and emergency treatment, the design of the starting, stop, reset the fault and emergency stop button. At the same time the motor nameplate parameters input to the inverter, Using inverter protection circuit protection. Through this design can control the motorstarting, stop, running direction, shift speed and fault reset. Thus reducing the traditional relay - contact type control system of intermediate links, reducing the hardware and control line, greatly improving the stability and reliability of the system.Key words: bridge crane cam controller programmable controller variable frequency speed regulation目录摘要 (I)目录 .......................................................................................................................... I III 第一章绪论. (1)1.1 桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况 (1)1.2 传统桥式起重机控制系统存在的问题 (1)1.3 本课题的研究意义及主要内容 (2)1.4 本章小结 (3)第二章变频调速的原理 (4)2.1 交流异步电动机变频调速原理 (4)2.2 变频调速系统的控制方式 (4)2.3 变频器的基本结构 (5)2.4 本章小结 (9)第三章MM440与S7-200 (9)3.1 MM440变频器 (9)3.2 PLC系统组成与各部分的作用 (10)3.3 变频器和PLC的关系 (13)3.4 本章小结 (13)第四章桥式起重机大车变频调速系统设计 (15)4.1 桥式起重机大车组成及特点 (15)4.2 系统总体设计 (16)4.3 变频器参数设计及PLC的I/O分配 (18)4.4 变频器实现三段调速原理的解释 (20)4.5 PLC程序设计 (20)4.6 电器布置图和电气接线图 (21)4.7 本章小结 (24)第五章总结与展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)第一章绪论1.1、桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况电气调速控制的方法很多,从控制电阻分级控制,到交磁放大控制,到可控硅SCR激磁控制,到主回路可控硅即晶闸管整流供电系统。
基于PLC的桥式起重机控制系统的设计
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1 控 制 系统 原 理
该 控制 系统应 由工业 触摸屏 .L 、变频器 、 PC 继 电器 、 各主令控制器 、 开关 、 按钮 、 指示灯 、 压器 及 变 各部 位限位开关等组成 采用 变频器驱动大 车、 小 车、 主钩和副钩电机 , 实现 大车正向限位运动 , 向 反 限位运动 . 以及 正反方 向的调速 运动 , 配置相 应 并 的制 动单元 , 实现制能耗消耗 , 保护电器元件 。起重 机驾 室操 作 工通 过 凸轮 控制 . 通过 E 2 0 远 程 T0M I 向 P C发出起动 、 / O, L 停止 、 升 、 上 下降和快 慢等 指 令. 对应 的 P C调 用预先写 好的程序 指令 . L 控制 变 频器 完成正反转和各种速度切换等 变频器采用直 接I / O控制 . P C输 出 I 由 L / O信号 . 过继 电器隔离 通 直接对 变频器发送操作命令 系统原理 图如图 l 所
科技信息
。机械与电子0
S I N E&T C N L YIF R CE C E H O OG O MATO N IN
21 系统的设计 L
张 雁
( l 电职 业技 术学 院 四川 I l  ̄J 机
攀 枝花
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【 要】 摘 电气传动 系统 中广泛采 用可编程序控制器 , 传动 系统的性 能发 生了质的 变化。本 文结合 P C 交流 变频调速技术详细介 绍 使得 L 和 了其在桥式起重机上的应用 . 以及 P C控制的桥式起 重机 变频调速 系统的硬件构成和 系统软件 的实现 。对 于相似情 况的控 制系统, L 可提供 一 定的借鉴和参考。 【 关键词 】 电气传动 系统 ;L ; P C 起重机 ; 变频调速
(完整版)基于PLC的起重机控制系统的毕业设计论文
关键词:桥式起重机;变频器;可编程控制器
A
Bridge crane is the mechanical production of the most commonly used as a the process of production. So to improve the efficiency of bridge crane, ensure the security operation process and reduce cost of production is very important.
基于变频器和PLC的桥式起重机控制系统设计
摘要(200字左右)本文是基于变频器和PLC的桥式起重机控制系统,由运行机构、起重机构和活叉机构组成。
起升和运行部分由变频调速控制,大车、小车的进退和货叉的升和降由相应的限位开关进行定位,由PLC程序进行整机控制。
首先分析和制定了生产线的整体设计思想和方案,并借鉴其他行业的自动控制技术确保该生产线系统具有自动控制的能力。
采用西门子PLC S7-200进行自动化控制生产线,在综合分析和考虑硬软件的设计部分,给出了系统硬件的连接图,PLC的I/O借口的引脚分配表及整体程序流程图等。
在该系统的控制部分中,实现了高可靠性,高性能,高稳定性,编程简单,易于实现,并且采用了广泛应用与工业生产中的PLC。
通过详细分析输送设备保护控制电动机原理图、程序框图、PLC系统外部连接图。
分析了整个高度自动化的输送系统的目标及功能,让高度制动化的输送系统的结构清晰、层次分明,并且具有非常强的实用性。
关键词:PLC,变频器,变频调速,自动控制ABSTRACTThis article is based on frequency converter and PLC of the bridge crane control system, the running mechanism, hoisting mechanism and live fork. Lifting and running parts controlled by frequency control of motor speed, in a cart, trolley and pallet fork the rise and fall of the corresponding position limit switch, the machine by PLC program control.First analysis and made the overall design idea and scheme of production line, and draw lessons from other industries in the automatic control technology to ensure that the system has the ability of automatic control of the production line. Siemens PLC S7-200 is adopted to improve the automation production line, in the hardware software design part of the comprehensive analysis and consideration, gives the system hardware connection diagram, PLC I/O excuse pinout chart and program flow chart, etc. In the control part of the system to achieve the high reliability, high performance, high stability, simple programming and easy to implement, and adopted PLC is widely used in industrial production. Through detailed analysis of transportation equipment protection principle diagram, program block diagram, PLC control motor system externalconnection diagram. Analyzed the goal and function of the highly automated conveying system, make highly brake transmission system structure is clear, distinct, and has very strong practicability.Key words: PLC, frequency converter, frequency control, automatic control目录1 前言 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2变频器简介 (1)2 搬运车简介 (2)2.1起重机的原理 (2)2.2生产线起重机简介 (3)2.3设计思想 (5)3变频器调速控制 (9)3.1变频器概念 (9)3.2变频器工作原理 (9)3.2.1主电路 (9)3.2.2控制电路 (10)3.3变频器的调速原理 (10)4 PLC控制系统设计 (14)4.1.1PLC概述 (14)4.1.2PLC工作原理 (15)4.2PLC输入输出连接图 (16)5.2PLC梯形图 (19)5.3系统抗干扰措施 (24)6结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1 前言基于变频器和PLC的桥式起重机在很多工业生产中广泛应用。
基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计毕业设计论文
基于PLC控制桥式起重机变频系统的设计摘要:桥式起重机作为物料搬运系统中一种典型设备,在企业生产活动中应用广泛作用显著,因此对于提高桥式起重机的运行效率,确保运行的安全可靠性,降低物料搬运成本是十分重要。
传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制,采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速,这种控制系统存在可靠性差,操作复杂,故障率高。
电能浪费大,效率低等缺点。
针对桥式起重机控制系统中存在的上述问题,把可编程序控制器和变频器应用于桥式起重机控制系统上,并进行了较详细的设计。
1.根据桥式起重机的运行特点,桥式起重机控制系统采用PLC控制系统、变频调速系统等组成。
2.PLC系统采用三菱公司产品,能控制起重机大车、小车的运行方向和速度;吊钩的升、降方向及速度,同时能检测各个电机故障现象,减小了传统继电—接触式控制系统的中间环节。
减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。
3. 实验表明,采用PLC该控制系统,使桥式起重机工作可靠,使用方便,同时具有动态显示的功能,节能效果好明显。
关键词:可编程序控制器;变频调速;桥式起重机;电气控制系统Frequency of Bridge Crane Based onPLC Control System DesignAbstract:The bridge crane carries a kind of typical equipment in the supplies system,so it have extensive function in the activity of Producing enterprise,so it important improve the bridge crane operational efficiency,guarantee the safe reliability to be operated,reduce the cost of the supplies carrying. But the traditional bridge crane control system mainly adopts relay and contactor to control bridge crane,adopt the methods of Wire winding bunch of resistance to start and adjust speed of motor,the control system have many disadvantages,for example: dependability is bad,it is complicated to operate,fault rate is high .the electric energy is wasted greatly,efficiency is low.To the question that exist in the bridge crane control system,the Paper apply Programmable Controller and frequency converter on control system of bridge crane,have candied on deeper research . Irrelevant respects.1. According to the operation characteristic of bridge crane,bridge crane control system adopt PLC control system and frequency conversion system.2. PLC system adopts the Mitsubishi Company Products,can control the crane cart,ear operation direction and change speed ;To rise,lower liver direction and change speed,can measure each motor trouble Phenomenon,have reduced traditional electricity-Contact-type control system of intermediate link . it reduce the hardware and control line,has improved systematic stability ,dependability greatly .3. The experimental result indicates ,adopt PLC control system ,it is reliable to make the bridge crane work,easy to use,have dynamical shown function,energy-conservation is effectual.Key words: PLC; frequency conversion; bridge crane; electrical control system目录1 绪论 (1)1.1桥式起重机的概述 (1)1.2 桥式起重机的发展趋势 (2)1.3 课题研究的目的和意义及基本参数 (3)2 变频调速控制技术的基本原理 (5)2.1变频调速原理简介 (5)2.2 变频器简介 (8)2.2.1变频器的主电路 (8)2.2.2变频器的控制电路 (9)2.2.3现在变频调速的控制方法 (10)2.3 凸轮控制器简介 (11)2.3.1 凸轮控制器的结构 (11)2.3.2凸轮控制器控制电路 (12)2.4 主令控制器简介 (14)3 桥式起重机系统总体方案设计和部件选用 (15)3.1 系统总体方案设计 (15)3.2电机的选用 (15)3.2.1变频调速对电机的要求 (16)3.2.2变频起重机系统中电机的选型 (16)3.2.3电机冷却 (16)3.2.4计算及电机的选取 (17)3.3 变频器的选用 (20)3.3.1变频器选型 (20)3.3.2变频器选择及电流验证 (20)3.4 常用辅助件的选择 (22)4 PLC在桥式起重机变频控制系统的应用 (25)4.1本系统中可编程控制器的选择及其特点 (25)4.1.1 PLC概述 (25)4.1.2 PLC 系统选择型——三菱FX2N—48ER (25)4.1.3三菱FX2N系列PLC特点及主要硬件介绍 (25)4.2变频调速起重机控制系统设计 (27)4.2.1系统控制的功能和要求 (27)4.2.2控制系统的I/O点及地址分配 (27)5桥式起重机变频控制系统软件设计 (29)5.1系统的控制程序设计 (29)5.1.1主钩和副钩起升机构的控制程序及梯形图 (29)5.1.2大车和小车运行机构的控制程序及梯形图 (32)5.1.3系统抗干扰措施 (34)5.2 PLC与变频器的通信接线图 (35)附录 (36)总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)1 绪论1.1桥式起重机的概述起重机是一种用来起重与空中搬运重物的起重运输机械,广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。
基于PLC与变频器的桥式起重机控制系统设计
Abstract
Bridge crane is a typical handling materials, widely used to production, thus it is very vital to improve the efficiency of bridge cranes and ensure the safetyand reliability of the operation and reduce the cost of handling material.Aiming at bridge crane used to convey, it is studied.Due towork environmentof thecrane complex,Homework loadlyand frequent,mechanical vibration shock serious, and the traditional bridge crane control system is mainlycontrolledby electric relay, using the method of communication winding resistance to start and speed. But the shortcomings in it are poor reliability, complex operation, high failure, wasteful energy and low efficiency. Thus resrarch aiming at bridge crane control system has a verysignificance.Aiming atsolving the problems of above-mentioned, PLC and frequency converter are applied to bridge crane, realizingcrane motor speed regulation,meetingto save energy and to adapt to the needs of production,having reduced energy, mechanical properties, etc.
毕业设计--基于PLC的桥式起重机的设计
基于PLC控制的桥式起重机的设计四川师范大学吴洪权指导老师邹惠林内容摘要:本文研讨基于可编程序控制器(PLC)和变频器的桥式起重机控制系统的改进。
阐述了交流桥式起重机在实际中的应用以及PLC在改造方案中的确定,亦涉及在改造过程中设备的选型。
本文以西门子S7-200系列PLC为例,讲述了PLC 在交流桥式起重机改造中的的控制方案。
与传统控制方案相比,采用PLC控制的桥式起重机可以简化繁重的设备,使控制更加安全可靠。
从经济效益与环境效益的角度分析,本设计虽然前期投入一部分资金用于购买PLC及变频器等设备,但是长期运行后的维修成本远低于原系统,并且节能可达30%左右。
设计中变频器通过PLC进行无触点控制,使设备运行更加准确,并且减轻了人员的劳动强度,提高了工作效率。
关键词:桥式起重机变频器 PLC 控制系统The Design of PLC-based Bridge Crane SystemAbstract:This text discussion the improved design of bridge crane control system based on PLC and frequency converter. Introduced the application of Bridge crane, the application of PLC in reconstructive transform and choosing the device. The text takes Siemens S7-200 PLC series as an example, introduced the control project of Bridge crane system. Compared with traditional control scheme,PLC-based Bridge Crane can Simplify the heavy equipment,and make control more safety and reliable. Analysis from economic benefits and environmental benefits,The maintenance cost is far below original system after long-term operation,and Saves about 30% of energy,beside a fond musts put into buying PLC and inverter and other equipment . In this design, Inverter non-contact programmable controller controls the equipment to run more accurate, as well as reduced labor strength, increased efficiency.Key words: bridge crane; frequency converter; PLC; control system目录前言 (1)1 设计要求及方案选择 (2)1.1 系统设计要求 (2)1.2 题目分析 (2)1.3 系统方案选择 (2)2 系统硬件设计 (4)2.1 PLC实现的主令控制器 (4)2.2 限位器及安保电路 (5)2.2.1 限位器 (6)2.2.2 安保开关 (6)2.2.3 电磁抱闸 (6)2.3 可编程控制器 (6)2.3.1 可编程控制器特点 (6)2.3.2 可编程控制器选型 (7)2.3.3 I/O端口分配 (8)2.3.4 PLC系统接线方式 (9)2.4 变频器 (10)2.4.1 变频器控制方式的选择 (10)2.4.2 变频器容量的选择 (10)2.4.3 变频器制动电阻 (11)2.5 电动机选择 (11)2.6 安全装置 (12)2.6.1 栏杆 (12)2.6.2 限位开关 (12)2.6.3 缓冲器 (12)2.6.4 排障板 (12)3 系统软件设计 (13)3.1 主程序 (13)3.2 公用程序 (14)3.3 大车控制程序 (16)3.4 其他子程序设计 (17)4 系统仿真及调试 (18)5 设计总结 (19)附录 (20)附录1 桥式起重机PLC控制系统STL语言程序设计 (20)附录2 桥式起重机PLC控制原理图 (27)附录3 桥式起重机PLC控制系统I/O口分配表 (27)参考文献 (28)致谢前言桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机,又称天车。