毕业论文_桥式起重机控制系统文档43页 ㊣ 精品文档 值得下载

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。

因此对桥式起重机控制系统进行研究具有现实意义，也是国内外相关行业专家学者的个研究课题。

本文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，并进行了较深入的研究。

系统采用公司产品，能控制起重机大车小车的运行方向和速度换档吊钩的升降方向及速度换档，同时能检测各个电机故障现象并送往工业触摸屏进行显示，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，可靠性为了更加有效的防止重物下滑，在桥式起重机起升机构各加上套由旋转编码器数模转换和相结合的闭环系统，使主副吊钩拖动更加稳定可靠。

关键词可编程序控制器桥式起重机变频调速河南理工大学毕业设计论文说明书河南理工大学毕业设计论文说明书绪论传统桥式起重机控制系统存在的问题桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况本课题的研究意义及主要内容矢量控制变频调速变频调速的基本原理变频器的基本结构变频调速的控制方式矢量控制方式变频调速桥式起重机系统总体方案设计和部件选型桥式起重机系统各机构组成和特点传统桥式起重机机的电气控制系统本系统总体方案设计系统的部件设计电机的选用变频器的选用常用辅件的选择可编程序控制器在桥式起重机变频控制系统中的应用的系统组成与各部分的作用可编程序控制器变频调速起重机控制系统设计系统控制的要求控制系统的点及地址分配配置电气控制系统原理图各机构的安全保护及检测桥式起重机变频调速系统软件设计网络的通信协议及本系统采用的通信协议网络的通信协议本系统采用的通信协议上位机和之间的通信程序设计编程软件概述程序设计系统抗干扰措施全文总结及其展望全文总结研究展望参考文献致谢河南理工大学毕业设计论文说明书绪论传统桥式起重机控制系统存在的问题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。

但在实际使用中，结构开裂仍时有发生。

究其原因是频繁的超负荷作业及过大的机械振动冲击所引起的机械疲劳。

因此，除了机械上改进设计外，改善交流电气传动，减少起制动冲击，也是个很重要的方面。

由于传统桥式起重机的电控系统采用转子回路串接电阻进行有级调速，致使机械冲击频繁，振动剧烈，因此电气控制上应采用平滑的无级调速是解决问题的有效手段。

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。

从交流驱动来讲常规的常采用绕线式电动机转子串电阻调速，为满足重物下放时的低速，般依靠能耗制动反接制动，后来还采用涡流制动，还有靠转子反馈控制制动反接制动单相制动器抱闸松劲的所谓软制动，随着电子技术的发展，国内外开发研制变频调速，可编程序控制器的应用控制系统的性能更加完美。

目前国内外几种常用调速系统配置直流驱动调速系统公司是微处理器数字量控制的直流驱动调速系统，其控制功率从到，并采用对整机驱动系统实施故障诊断检测报警及控制。

交流调速控制系统对于起重机械来讲，交流驱动仍是国内普遍采用的方案而且多数停留在绕线式电机转子串电阻来调速。

随着功率电子技术的发展，目前，该技术己进入了成熟稳定的发展应用阶段。

日本安川电机制作所于年就正式定为系列，应用于起重机及轧机辅助设备的交流调速。

法国英国德国等大电气公司亦在这方面展开了重点研制开发。

借助电河南理工大学毕业设计论文说明书力电子技术微电子技术的发展，由分离元件发展到大规模集成电路，从而实现控制部件的微型组件化智能化标准化系列化，进而从模拟量控制发展到数字量控制。

可编程序控制器引入到交流电气传动系统后，使传动系统性能发生了质的变化。

在桥式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断检测显示等，达到了新的技术高度。

变频调速变频调速技术是国际上各大电气公司在年代末年代投入全力研制开发，也是国际国内这几年全力研制应用的目标与方向。

这几年些公司如德国，美国，日本三菱等推出全数字化的矢量控制技术，大功率的模块的出现使变频技术在起升机械电梯等位能负载控制成为现实。

同时随着系统的不断成熟与完善，以及大容量变频器在位能负载上的成功应用，变频调速系统必将成为未来调速市场的主流。

本课题的研究意义及主要内容本课题中以桥式起重机作为研究实体，由上可知，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，继电接触器控制，这种控制系统的主要缺点有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。

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。

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。

本论文以通用桥式起重机为研究对象，研究了变频调速技术在起重机中的应用，并且根据原有的控制结构，结合组态软件和技术，提出了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。

本论文的主要内容分为如下五个部分矢量控制变频调速原理即本论文的第二章，它首先介绍变频调速的基本原理，然后介绍了变频器的基本结构，即变频器的主电路和控制电路构成，最后介绍了变频器的基本控制方式矢量控制方式。

为下步部分的起重机变频控制系统提供了理论基河南理工大学毕业设计论文说明书础。

变频调速桥式起重机系统总体方案设计和部件选型即本论文的第三章，起重机变频调速控制系统主要由上位机工业触摸屏系统下位机控制系统，变频器等组成，并选择系统各主要组成部分。

可编程序控制器在桥式起重机变频控制系统中的应用即本论文的第四章，它首先介绍了原理系统组成及其各部分的作用，然后论述本系统中的选取，采用公司型，最后介绍控制系统的构成及各机构的安全保护和检测。

桥式起重机变频调速系统软件设计即本论文的第五章，主要分为触摸屏的软件设计和系统的程序设计。

它首先介绍了组态软件，然后讲述组态软件对触摸屏的编程，同时根据控制系统的要求对进行编程。

河南理工大学毕业设计论文说明书矢量控制变频调速变频调速的基本原理根据异步电机的知识，异步电机的转速公式为其中异步电动机的转速，单位为定子的电源频率，单位为电机的转速滑差率电机的极对数。

由上式可知，如果改变输入电机的电源频率，则可相应改变电机的输出转速。

在电动机调速时，个重要的因素时希望保持每极磁通量中为额定值不变。

磁通太弱，没有充分利用电机的磁心，是种浪费若要增大磁通，又会使磁通饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因为绕组过热而损坏电机。

对于直流电机来说，励磁系统是的，所以只要对电枢反应的补偿合适，保持中，不变是很容易做到的。

在交流异步电机中，磁通是定子和转子合成产生的。

三相异步电动机每相电动势的有效值是ɸ式中气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值，单位为定子频率，单位为定子每线绕组串联匝数基波绕组系数ɸ每极气隙磁通量，单位为由公式可知，只要控制好和，便可以控制磁通ɸ不变，需要考虑基频额定频率以下和基频以上两种情况基频以下调速即采用恒定的电动势有上式可知，要保持不ɸ变，单频率从额定值向下调节时，必须同时降低，然而绕组中的感应电动势是难以控制的，但电动势较高时，可以忽略电子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压，则得常值。

低频时，和值较小，定子阻抗压降所占的份量都比较显著，不能在忽略。

这时，可以人为的把电压抬高些，以便近似的不补偿定子压降。

带定子压降补偿的恒功率比控制特性河南理工大学毕业设计论文说明书为线，无补偿的为线，如图所示。

定子相电压频率图恒压频比控制特性基频以上调速在基频以上调速时，频率往上增高，但电压磁通与频率成反比的降低，相当与直流电机弱磁升速的情况。

把基频以下和基频以上两种情况合起来，可得到异步电动机的变频调速控制特性，如图。

如果电动机在不同的转速下都具有额定电流，则电动机都能在温升容许的条件下长期运行，这时转矩基本上随磁通变化。

在基频以下，属于恒转矩调速的调速，而在基频以上，基本上属于恒功率调速。

异步电动机变频调速特性如下图所示恒转矩调速恒功率调速定子相电压图异步电动机变频调速特性河南理工大学毕业设计论文说明书变频器的基本结构控制电路运行指令图变频器的结构图变频器的基本结构见如图所示，电机在带动较大负载在启动时，会有较大的冲击电流，采用变频器时，可以实现软启动，减小冲击电流，解决大负载的启动问题。

变频器保护功能很强，在运行过程中能随时检测到各种故障，并显示故障类别如电网瞬时电压降低，电网缺相，直流过电压，功率模块过热，电机短路等，并立即封锁输出电压。

这种自我保护的功能，不仅保护了变频器，还保护了电机不易损坏。

变频调速的控制方式矢量控制方式矢量控制交流调速是通过坐标变换使交流电动机获得与直流电动机相似的数学模型，从而可采用类似于直流电动机的控制方法来控制瞬时转矩，使交流调速系统获得与直流调速系统同样优越甚至更加优越的动静态特性能。

其基本思想是将异步电动机的物理模型等效变换成类似直流电动机的模型，再仿照直流电动机去控制它，等效的原则是在不同坐标中产生的磁动势相同。

在实际的等效变换中，先将异步电动机在三相静止坐标系下的定子电流通过三相两相变换，