起重机大、小车行走驱动系统设计

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课程设计报告书

课程名称：《交流调速系统和变频器使用》

课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计

系部名称：自动控制系

专业班级：

姓名：

学号：

2011年12月03日

一、设计思路和方案选择

1.1设计思路

起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用线绕式异步电动机及鼠笼式异步电机。尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，启动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。

近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动控制特性，在各种行业得到了广泛的使用。在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电机取代绕线式异步电动机。鼠笼式异步电机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高，适合在较恶劣环境下工作。

由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机启动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。起升，行走定位也比较准确，提高了生产效率。

1.2方案选择

根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此我选择了该系列变频器。

起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为低，中，高三档，本设计中小车采用一台电机，而大车行走机构选用2台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。起重机的电器控制系统由近地和远程两种方式控制，近地采用Ｓ７－２００系列ＰＬＣ，远程采用力控软件控制。

二、绘制控制系统电气原理图。

2.1系统原理图

大车行走驱动

小车行走驱动

2.2 I/O地址分配

I0.0 大车前行I0.7 小车右限位

I0.1 大车后行I1.0 大车低档

I0.2 大车前限位I1.1 大车中档

I0.3 大车后限位I1.2 大车高档

I0.4 小车左行I1.3 小车低档

I0.5 小车右行I1.4 小车中档

I0.6 小车左限位I1.5 小车高档

三、力控组态调试

3.1 设备组态设置

点击I/O设备组态，选择PLC仿真驱动，并设置相关参数

3.2 I/O数据组态

设置大小车电动机正向启动、反响启动，低、中、高三段速度切换开关，为数字量，转速为模拟量。分别给出寄存器地址

3.3 组态显示画面

七、心得体会

起重机采用变频器驱动后使整机性能有了较大的提高，如起升及行走平滑稳定，被吊物件定位准确，根据需要，上下、左右、以及前后操作都可以实现无级调速，能运用到很多场合中。另外变频器自身保护功能也非常齐全，例如出现过流、过压、过载等故障时，变频器都能及时发出警报并立即停止运行，从而减少起重设备的损坏，提高了安全性能。同时，变频器还具有限流作用，可以减少启动时对电网

的冲击，有利于其它设备的正常运行。

附录1、参考文献

（1）《现代电器控制及PLC使用技术》北京航空航天大学出版社（第二版）王永华编著

（2）《交流调速系统和变频器使用》机械工业出版社田效伍编著（3）西门子MM440变频器参数表

附录2、程序清单

本程序共由14个网络组成，包含了近地以及远程控制。其中近地控制可以控制远程控制的开启或者关闭，这保证了当远程出现故障时，近地可以很快的切断远程点的控制，来保证系统不出现由于远程控制失常而导致的失控

附录三、变频器参数

参数号参数值

P0700 5

P1000 5

P2009 0

P2012 2

P2010 6

P2011 0/1

P2000 50