起重机拖动系统发展调研毕业论文.doc

起重机拖动系统发展调研毕业论文 目录 摘要 1 Abstract 2 1 绪论 3 1.1 起重机拖动系统发展现状 3 1.2 电气控制技术简介 4 1.3 本课题设计的任务与意义 5 2 桥式起重机简介及相关参数的介绍 6 2.1 桥式起重机的简介 6 2.2 桥式起重机相关参数的介绍 9 2.3 本设计的控制方案 10 3 变频调速系统的设计 12 3.1 变频器的选择和参数设定 12 3.1.1 变频器的基本原理及接线端子的介绍 12 3.1.2 变频器的选择和参数设定 22 3.2 变频器的配置和制动电阻 29 3.2.1 变频器基本配置的选择 29 3.2.2 制动电阻的选择 31 4 电气控制系统的设计 33 4.1 桥式起重机控制要求的分析 33 4.2 保护功能的分析 34 4.3 电气控制原理图的设计 35 5 电气控制系统的PLC实现 40 5.1 PLC技术的简介 40 5.1.1 PLC概述 40 5.1.2 西门子S7-200结构及工作原理 41 5.2 西门子S7-226 PLC的介绍 42 5.3 西门子S7-226 PLC外部电路的设计 45 5.4 控制系统的PLC程序设计 45 5.4.1 S7-226 PLC输入输出地址的分配 45 5.4.2 S7-226PLC的程序设计 48 5.5 电气控制系统的抗干扰措施 52 5.5.1 变频系统的抗干扰措施 52 5.5.2 PLC控制器的抗干扰措施 52 6 安装接线图的设计与程序调试 54 6.1 相关元器件的尺寸的介绍及布局图 54 6.2 桥式起重机电气控制系统的电路的安装接线图 54 6.3 PLC程序的调试 55 结束语 58 参考文献 59 谢致 60 绪论 起重机拖动系统发展现状 起重机拖动系统是随着电力电子技术的发展而发展起来的。起重机的拖动技术包括直流控制和交流控制两种方式，直流有励磁调速和调压调速。交流调速有串电阻调速、脉冲调速、调压调速、串级调速和变频调速等多种调速方式。 最初的起重机拖动系统是由交流绕线电动机来拖动。通过改变串入转子回路的电阻值来改变电机的机械特性。从而达到启动、停止和调速的目的。 小功率可控硅技术的发展，国外设计出了里奥纳度系统，国内称作电动-发电-电动系统：即由一台大功率交流电动机拖动几台直流发电机，直流发电机的输出作为直流电动机的电源，再由直流电动机拖动起重机的各个机构使其起重运行。小功率可控硅的电流作为直流发电机的励磁电流，从而改变发电机的直流输出电压，直流电动机则获得可变的直流电源，直流电机的速度与直流电压成正比；通过以上控制回路，达到调速的目的；即通过调节小电流（小功率可控硅）来达到调节大电流（直流电动机）的目的。 当大功率可控硅的技术发展成熟，各大电气公司相继开发出了大功率的直流拖动系统。起重机的拖动系统相应地发展成直流拖动系统。交流电源送入直流拖动系统，直流系统将交流电整流成电压可调的直流电源来驱动直流电机，达到调速的目的。 1998年以后，随着大功率IGBT技术的发展，大功率交流变频驱动器得到了快速的发展，起重机的拖动系统逐步采用交流变频电机加交流变频驱动器的拖动形式，以代替直流系统。这是由于相比直流系统，交流电机维护容易、费用低、调速范围广。 串电阻、涡流调速、脉冲调速等调速方案为传统调速方式，其主要缺点是启动制动电流大，对机械系统的冲击强，随环境温度变化所造成的误差大、不易实现据通讯，对电机保护不全等。随着交流电机变频器的应用和普及，人们已经逐渐淘汰绕线式电动机转子回路串电阻调速这一落后调速方式，采用先进的变频调速技术取而代之，实现了提升机构的平滑调速和节能运行，并将电网功率因数提高到0.95以上，同时省去了调速接触器、正反转接触器等元件，完全解决了传统提升机构存在的固有缺点，使设备性能得到了极大提高。 电动机的变频调速方式主要有V/F调速和矢量调速。V/F调速，简单的说就是调压调频，主要应用于风机、水泵等机构。矢量变换控制是20世纪70年代原西德Blascehke等人首先提出来的。其基本思想是把交流异步电动机模拟成直流电动机，能够像直流电动机一样进行调速控制。采用矢量控制的目的，主要为了提高变频调速的动态性能。 变频器具有电机参数自适应功能，在投入正式运行之前同构空载电动机的试行，变频器自动测试并读取电动机的全部参数并进行优化处理，从而使电动机工作在最佳状态。变频调速装置本身设有过电流、短路、过电压、欠电压、瞬时停电、缺相、输出端接地等故障保护。当上述故障出现时，变频器将停止工作，并以代码形式在LCD屏幕。 电气控制技术简介 电气控制技术是用以实现工业生产过程自动化的控制技术，它以各类电动机为动力的传动装置和系统为对象。电气控制系统是其中的主干部分。电气控制系统主要包括普通电气