毕业论文：集装箱起重机设计

而设想中的排马六甲型船用船的吃水深而不是船宽来定义船型会在下世纪初叶出现。

集装箱船舶的大型化，其宽度由载箱量箱时的增大到现在载货箱的，几乎增大倍。

岸桥的外伸距也由逐渐增大到了现在的，将来会增加到，以适应排的所谓马六甲型船的需要。

轨上的起升高度。

巴拿马岸桥的轨上起升高度通常为以下，超巴拿马岸桥在之间，而现在则要求达到。

上海振华港机公司为阿曼港提供了台轨上起升高度的岸桥，可列当今之最。

而今年马士基为埃及码头和美国长滩塔科玛纽约招标的岸桥起升高度虽为，但要考虑有加大到的可能。

起升高度的大幅增大，将导致岸桥金属结构强度刚度疲劳等方面出现的系列新问题，尤其是司机视线的恶化和因自重加大要求码头承载能力的大幅提高。

因此，是难以想象的起升高度，尤其因岸桥安装在码头前沿，对抗风载必须有特殊考虑。

自重越来越大。

岸桥的自重，已从常规巴拿马型的，增大到现在超巴拿马型的。

高速化起升速度从巴拿马型岸桥的，增加到现在的，电动机的功率已经大到，若选为交流电机，则是目前起重用变频电动机的最大规格了，正逼迫电动机供货商研制开发更大容量的电动机。

小车速度已从常规巴拿马型的增加到现在的，并正在向的速度发展。

它将带来如拖令小车箱供电电缆如何适应高速度等系列新问题。

双箱吊具作业。

据统计，船集装箱中约以上是箱。

双箱作业新型吊具的应用，使每次能同时装卸个的集装箱，效率平均提高以上。

双小车双箱吊具作业。

在台岸桥上除了使用双箱吊具外，沉默近十年的双小车系统也已在德国汉堡港重新提上日程。

它是在现代高技术基础上的双小车系统。

该系统采用前后两个小车。

前个小车有司机操作，承担船与转接平台之间的集装箱搬运后小车无司机，完全自动地实现集装箱在转接平台与系统自动拖运架之间的搬运，转接平台设在岸桥上距船最近的海侧下横梁上。

因此，效率大为提高，理论上可达至个循环，折合。

第章轨道式集装箱起重机概述起重机械是种对重物能同时完成垂直升降和水平移动的机械。

在工业和民用建筑工程中，起重机械作为主要施工机械用于建筑构件和材料在运输过程的装卸，并将构件吊到设计位置进行安装等，不仅解决了人力无法胜任的作业，而且能保证工程质量，缩短工期，降低成本，成为极其重要的建筑施工机械。

起重机械的分类起重机械的种类很多，按使用的动力设备可分为内燃机作动力和电动机作动力两种按起重机载荷率可分为轻型中型重型特重型四类按起重结构可分为龙门式和臂架式两类按回转台的角度可分为全回转式和非全回转式按行走机构的构造可分为固定式和移动式两类。

建筑施工中常用的为移动式起重机，包括塔式起重机汽车式起重机轮胎式起重机履带式起重机，以及最基本的起重机械卷扬机等。

随着高层建筑中作为垂直运输机械而迅速发展的施工升降机也已纳入起重机械范围。

起重机械的主要性能参数包括起重量工作幅度起重力矩起升高度以及工作速度等。

起重量起重量是指起重机能吊起重物的质量，其中应包括吊索和铁扁担或容器的质量，它是衡量起重机工作能力的个重要参数。

通常称为额定起重量，用表示。

起重量的单位过去惯用表示，现都用表示约等于。

起重机随着工作幅度的变化，其起重量也随之变化。

因此，额定起重量有最大起重量和最大幅度起重量之分。

最大起重量是指基本起重臂处于最小幅度时所允许起吊的最大起重量最大幅度起重量是指基本起重臂处于最大幅度时所允许起吊的最大起重量。

般起重机的额定起重量是指基本起重臂处于最小幅度时允许起吊的最大起重量，也就是起重机铭牌上标定的起重量。

二工作幅度工作幅度是指在额定起重量下，起重机回转中心轴线到吊钩中心线的水平距离，通常称为回转半径或工作半径，用表示，单位为。

工作幅度表示起重机不移位时的工作范围，它包括最大幅度和最小幅度两个参数。

对于俯仰变幅的起重臂，当处于接近水平的水平夹角为时，从起重机回转中心轴线到吊钩中心线的水平距离最大，为最大幅度当起重臂仰到最大角度般水平夹角为时，回转中心轴线到吊钩中心线距离最小，为最小幅度。

对于小车变幅的起重臂，当小车行到臂架头部端点位置时，为最大幅度当小车处于臂架根部端点位置时，为最小幅度。

起重机的起重量，随幅度变化而变化，同台起重机，幅度不同，其起重量也不同。

对于有支腿装置的轮式起重机，还应以有效幅度表示，即用了公司的作为主站，作为远程模块站。

整个系统通过总线将主站与各远程模块站及控制传动机构的变频器相连，见如下单线图所示图以为核心的岸桥电气控制系统图图中，是整个系统的核心所在，它有两个总线接口，条总线连接所有传动机构变频器变频器由整流器与逆变器组成，这样来变频器所需要的命令，运行状态的反馈等信号均可以通过通讯来实现。

另条总线则连接所有的远程站，实现采集信号和输出信号，大大节约了布线。

同时也带有以太网接口，可以方便的与计算机连接，这样来工程技术人员可以通过计算机的人机界面来监控岸桥的运行，同时该计算机也可以作为编程器用来配置硬件，修改程序。

程序编写对岸桥的系统来说，其需要控制的内容有岸桥的起升，大车，小车，俯仰这四个主要机构的运行与辅助机构的运行，四个主要机构都有相同的运行过程，如下图所示图岸桥主要机构运行过程因此在这过程中的是否满足运行条件与是否存在减速命令是编写岸桥程序所必须清楚的情况，我们在这里必须通过工况分析，有了清楚的了解之后，才能正确的编写程序。

以下我们将以起升机构为例，对工况进行详细的分析。

岸桥起升机构工况分析起升机构的主要作用是通过钢丝绳与吊具上的滑轮将吊具作上下的移动。

当吊具吊了集装箱之后，集装箱就可以通过起升机构实现上下移动，比如将集装箱从船舱或集装箱卡车上提取。

起升机构的组成除了吊具与钢丝绳之外，还包括两套并行连接的机械传动装置，每套传动装置的组成如图所示有个交流电机联接个减速箱。

在电机与减速箱之间的主轴上装有个液压推杆盘式制动器。

电机非驱动侧出轴安装有测速编码器和超速开关。

在卷筒的侧出轴上装有个凸轮限位开关。

图起升传动机构组成岸桥起升机构的运行控制起升机构运行过程控制如下采集司机发出的运行指令及速度给定指令。

通过程序进行逻辑判断，判断是否满足运行允许的情况。

如果程序逻辑判断满足运行允许的情况，接下来要进行的就是起升速度的处理，其处理如下如果不存在减速运行命令，则传动机构按司机给定的速度运行。

如果收到减速运行信号，则将速度处理为司机给定速度的。

最终，需将这些运行命令，运行速度通过总线传输给变频器，变频器带动电机运行，实现起升机构的运行。

程序编写表的编写在编写程序之前，对于变量，由于其在原理图上已定义，我们可以先将其在中输入。

图表岸桥起升运行程序步骤编写起升允许程序。

我们编写的起升允许程序如下图所示图编写起升允许程序步骤二编写起升命令控制程序。

当起升机构满足了起升允许，就可以发出起升向上下的命令。

如图所示图起升运行命令步骤三编写起升速度的控制程序。

在这段程序中当司机在驾驶室把控制电源合上，并发出起升命令，如果有减速命令存在，则将给定值变为原来的，程序如下图所示。

图速度给定信号处理步骤四编写起升命令与速度控制程序。

以上的程序完成了岸桥起升运行的命令和速度给定的产生，最终我们就是要将这命令与速度给定通过总线传输给变频器，如图是调用了西门子公司功能块库中的个数据传送功能块，用来传送数据块中的个字。

图升命令与速度控制图总线数据传输岸桥主要机构程序对应的功能以上分析了岸桥起升机构的程序编写，与起升机构的程序类似，岸桥的大车，小车，俯仰机构程序也要处理运行允许，命令与速度给定，数据传输等。

为了使整个项目程序结构清晰，我们将各个功能细分，如下图所示是主要机构运行控制的功能，以及用于命令与速度给定传输的总线数据传输功能块图岸桥主要机构对应功能这些功能的作用如下起升大车变频器总线数据传输起升大车变频器总线数据传输小车俯仰变频器总线数据传输起升运行控制大车运行控制小车运行控制俯仰运行控制岸桥辅助机构的运行程序在岸桥上还有些辅助机构需由程序来控制。

这些功能如下图所示图辅助机构控制这些功能的作用如下投光灯，空调的启动，停止控制。

风速处理当风速达到警报值时发出信号。

指示灯显示控制各个操作站的指示灯。

起升编码器位置处理判断起升上下的停止，减速位置等。

负载重量处理判断负载是否超过额定。

小车编码器位置处理判断小车前后的停止，减速位置等。

俯仰编码器位置处理判断俯仰上下的停止，减速位置等。

吊具控制吊具在起吊集装箱时的控制，如吊具锁头的开闭功能结合岸桥主要机构，辅助机构控制的功能，以及总线通讯数据传输的功能块等，完成了岸桥程序的设计。

与其他岸桥程序的比较在本程序的开发设计和实现中，也参考比较了，等些著名电控供应商的岸桥程序相比而言，我们的程序有如下优点合理地采用主程序调用子程序的结构，这样的好处是整个程序思路清晰各个主要机构的控制，各个辅助机构的控制，都有相应的子程序，即功能来实现。

最终这些功能在主程序中调用。

对岸桥的监控方便，快捷用户如果想查找到监控的装置，比如需查看指示灯，那只要找到指示灯这功能，将其打开，不用花很多时间就能找到，大大缩短了查找时间。

整个程序的变量名采用缩写，通俗易懂，加上变量附带的注释，方便了码头工程人员对程序的掌握，而且工程人员很容易记住些常用的变量名，如起升上升允许的变量命是是的缩写，在熟悉了变量名后，可利用软件自带的查找功能，很快找到该变量对应的程序行，进步缩短查找时间。

程序的编写采用特有的梯形图语言，十分直观。

梯形图语言是种类型继电器图纸表示方法的语言，对电气工程技术人员来说具有亲切感，看程序就象查看原理图样，更容易理解。

结束语桥式起重机变频调速技术具有节能减少机械磨损启动性能好等优点。

本文主要研究的是起重机数字化控制系统的设计，通过用主令控制器给定控制信号，该信号分别控制大车小车主钩副钩的速度档和行走方向，从而控制电机的方向和转速，在变频器的输入端设定个速度信号端子，然后通过编程控制来实现。

采用，具有可靠和灵活的切换逻辑功能。

器两者的结合应用于桥式起重机控制系统中，具有很好的实用价值和显著的经济效益。

致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有