基于PLC和变频器的桥式起重机控制系统设计精选.doc

目 录 摘 要 2 第一章 绪 论 3 1.1 本课题设计的意义、主要内容及基本参数 3 第二章设计任务书 4 2.1设计要求 4 2.2总体设计方法 4 2.3控制系统结构 ................................................ 5 第三章 桥式起重机变频控制系统的硬件设计 6 3.1 PLC技术简介 6 3.1.1 PLC概述 6 3.2部件的选择 7 3.2.1电机的选用 7 3.2.2变频器的选用 7 3.2.3 PLC的选用 8 3.2.4常用辅件的选择 8 3.3起重机变频调速系统设计 9 3.3.1系统控制的要求 9 3.3.2控制系统的1/O点及地址分配 10 3.3.3外部接线 ................................................. 13 第四章 桥式起重机变频调速系统软件设计 14 4.1 上位机和PLC之间的通信 14 4.2 PLC程序设计 14 4.2.1程序设计 21 4.2.2工作原理 4.2.3故障报警模块 ............................................... 4.2.4系统抗干扰措施.............................................. 4.2.5系统调试.................................................... 4.3系统抗干扰措施 第五章 设计总结 第六章 体会 参考文献 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。 第一章 绪 论 1.1本课题设计的意义、主要内容及基本参数 传统桥式起重机的控制系统主要采用交流绕线转子串电阻的方法进行启动和调速，继电一接触器控制，这种控制系统的主要缺点有: 1.桥式起重机工作环境差，工作任务重，电动机以及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。 2.继电一接触器控制系统可靠性差，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。所串电阻长期发热，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。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。 本设计研究了变频调速技术在20/5t * 19.5m通用桥式起重机中的应用，并且根据原有的控制结构，结合组态软件和PLC技术，提出了一个改进的系统控制结构，并且采用此体系结构实现了桥式起重机变频调速系统。 本课题桥式起重机基本参数: 该机的起重量为20/5吨，其跨度(L)为19.5m小车起升速度为15m/min，大车起升速度为7.5m/min.小车运行速度为45m/min，大车运行速度为75m/min。 第二章 任务计划书 2.1 设计要求 1.确定控制方案，选择PLC和变频器及起重机型号。 2.画出电气控制线路原理图。 3.设计程序 4.完成PLC控制系统梯形图软件的编制任务。 5.在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。 2.2总体设计方法 控制系统由PLC控制，四大机构调速均采用变频调速。桥式起重机变频调速系统主要由上位机(工业触摸屏系统)、下位机(PLC控制系统)、变频调速系统组成。系统结构图如图1 图3.1 控制系统结构图 2.3控制系统结构 1、起升机构 起升机构属位能负载机构。主起升和副起升两台电机各使用一个变频器。变频器的选择，应以选择变频器的额定电流为基准，一般以电动机的额定电流，负载率，变频器运行的效率为依据。 控制方式选用带PG的矢量控制方式。PLC接受电机的旋转编码器经数模转换卡送达的反馈信号，避免吊钩的下滑。 2、运行机构 大车运行机构中两台电机用一个变频器;考虑到运行机构的工作频率较少，为节省成本，在调速中运行机构共用一台变频器。变频器的选择，一般以电动机的额定功率作为选择的依据。