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起重机的半自动化控制设计毕业论文 目录 1. 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 塔式起重机发展现况趋势及特点 2 1.2.1 塔式起重机国外发展概况 2 1.2.2 塔式起重机国内发展概况 3 1.3 塔式起重机控制系统特点及存在问题 3 1.4 本课题的研究意义及主要内容 4 2. 总体设计方案 5 2.1 任务要求 5 2.2 设计思路 6 3. 硬件选择 7 3.1 PLC的选用 7 3.1.1 PLC概述 7 3.1.2 PLC的选定 8 3.1.3 SIEMENS S7-200 结构及工作原理 8 3.2 变频器的选用 11 3.2.1 变频器概述 11 3.2.2 变频调速的基本原理 11 3.2.3 变频器的基本电路及功能 13 3.2.4 变频器的选定 14 3.2.5 ATV71制动单元 15 3.3 编码器的选用 15 3.3.1 编码器概述 15 3.3.2 编码器工作原理 16 3.3.3 编码器的选定 17 3.3.4 编码器与PLC的连接 17 3.4 传感器的选用 18 4. 起重机控制及保护系统的硬件设计 19 4.1 主电路图 19 4.1.1 起升机构 19 4.1.2 回转机构 19 4.1.3 变幅机构 20 4.1.4 报警机构 21 4.2 I/O点数的分配及PLC外部接线图 21 4.2.1 I/O点数的估算 21 4.2.2 输入/输出的分配 22 4.2.3 PLC外部接线图 23 5. 起重机控制及保护系统的软件设计 25 5.1 系统流程图 25 5.1.1 超载保护流程图 25 5.1.2 吊钩升降动作流程图 25 5.1.3 小车变幅动作流程图 26 5.1.4 回转动作流程图 27 5.2 部分程序梯形图解释及调试 27 5.2.1 电源保护 27 5.2.2 重物标定过程 28 5.2.3 传感器采集得重物重量 29 5.2.4 高速计数器设置 30 5.2.5 查表计算得到当前位置的最大起重量 32 5.2.6 比较重物重量及当前位置最大起重量判断是否超载 36 5.2.7 起升动作控制 36 6. 监控画面设计 37 6.1 组态王的简介 37 6.2 组态王基本设置 38 6.3 变量的定义及管理 39 6.3.1 基本变量类型 39 6.3.2 变量及变量属性的定义 40 6.4 动画连接 42 6.5 组态王的命令语言 45 6.5.1 命令语言类型 45 6.5.2 命令语言语法 45 6.5.3 动画连接命令语言 45 6.5.4 画面命令语言 47 6.6 组态王整体画面 49 结论 51 致谢 52 参考文献 53 附录A 54 附录B 60 绪论 概述 塔式起重机是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。 塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。 我国的塔机行业于20世纪50年代开始起步,相对于中西欧国家由于建筑业疲软造成的塔机业的不景气, 上海波赫驱动系统有限公司我国的塔机业正处于一个迅速的发展时期。 从塔机的技术发展方面来看，虽然新的产品层出不穷，新产品在生产效能、操作简便、保养容易和运行可靠方面均有提高，但是塔机的技术并无根本性的改变。塔机的研究正向着组合式发展。所谓的组合式，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔身分解成若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理再将各部分划分成若干模块。根据参数要求，选用适当模块分别组成具有不同技术性能特征的塔机，以满足施工的具体需求。推行组合式的塔机有助于加快塔机产品开发进度，节省产品开发费用，并能更好的为客户服务。 　 塔机分为上回转塔机和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：行走式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。 塔式起重机的动臂形式分水平式和压杆式两种。动臂为水平式时，载重小车沿水平动臂运行变幅，变幅运动平