淺談PLC在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用畢業(yè)論文.pdf

1 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題題目目淺談淺談 PLC 在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用 系系機(jī)電工程系機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)、年級(jí)專(zhuān)業(yè)、年級(jí) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師職稱(chēng)職稱(chēng) 論文字?jǐn)?shù)論文字?jǐn)?shù)5500 完成日期完成日期2012年年4月月25日日 2 唐山職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 機(jī)電工程系 系系自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)班班學(xué)生姓名學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)： 一、一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：淺談 PLC 在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用 二、任務(wù)進(jìn)行的日期：二、任務(wù)進(jìn)行的日期：2011年年10月月 20 日起至日起至2012年年4月月25日日 三、任務(wù)書(shū)的內(nèi)容三、任務(wù)書(shū)的內(nèi)容： （一）選題的目的和意義（一）選題的目的和意義： 當(dāng)前社會(huì)工業(yè)正處在飛速發(fā)展的時(shí)代，朝著自動(dòng)化、無(wú)人化方向發(fā)展，自動(dòng)化對(duì)人類(lèi)進(jìn) 步具有重大意義，通過(guò)自己的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，本論文著重通過(guò)對(duì)門(mén)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)組成的介紹來(lái) 了解門(mén)機(jī)在工作時(shí)所依靠的自動(dòng)化設(shè)備及 PLC 系統(tǒng)，讓大家更進(jìn)一步具體的了解 PLC 在門(mén)機(jī) 中的重要作用。 （二）論文應(yīng)論述的內(nèi)容：（二）論文應(yīng)論述的內(nèi)容： 1、門(mén)機(jī)的概述 2、PLC 控制器和變頻器技術(shù)在門(mén)機(jī)上的應(yīng)用 3、PLC 的應(yīng)用案例 （三）主要參考資料（三）主要參考資料： 1常斗南.可編程序控制器M.機(jī)械工業(yè)出版社，1998，7 2宋伯生.PLC 應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)教程M.機(jī)械工業(yè)出版社，2001，9 3鄒金慧.可編程控制器及其系統(tǒng)M.重慶大學(xué)出版社，2002 4劉安俊.機(jī)械設(shè)計(jì)M.華中理工大學(xué)出版社,1995 （四）時(shí)間進(jìn)度要求（四）時(shí)間進(jìn)度要求： 2 月 20 日3 月 1 日畢業(yè)實(shí)習(xí)、收集資料 3 月 2 日3 月 5 日?qǐng)?bào)課題 3 月 6 日3 月 20 日撰寫(xiě)畢業(yè)論文 3 月 21 日4 月 23 日畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 4 月 1 日4 月 12 日撰寫(xiě)畢業(yè)論文 4 月 13 日4 月 25 日畢業(yè)論文定稿 指導(dǎo)教師簽名：指導(dǎo)教師簽名：年年月月日日 教研室主任簽名：教研室主任簽名：年年月月日日 學(xué)生簽名：學(xué)生簽名：年年月月日日 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 2011 年 10 月 20 日 選題淺談 PLC 在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用 系機(jī)電工程系專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào) 本選題的意義及目前研究狀況： 1.研究目的和意義： 當(dāng)前社會(huì)工業(yè)正處在飛速發(fā)展的時(shí)代，朝著自動(dòng)化、無(wú)人化方向發(fā)展，自動(dòng)化對(duì)人類(lèi)進(jìn) 步具有重大意義，通過(guò)自己的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，本論文著重通過(guò)對(duì)門(mén)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)組成的介紹來(lái) 了解門(mén)機(jī)在工作時(shí)所依靠的自動(dòng)化設(shè)備及 PLC 系統(tǒng)，讓大家更進(jìn)一步具體的了解 PLC 在門(mén)機(jī) 中的重要作用。 2.目前該選題研究現(xiàn)狀（文獻(xiàn)綜述） 當(dāng)前社會(huì)工業(yè)正處在飛速發(fā)展的時(shí)代，朝著自動(dòng)化、無(wú)人化方向發(fā)展，自動(dòng)化對(duì)人類(lèi)進(jìn) 步具有重大意義，通過(guò)自己的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，本論文著重通過(guò)對(duì)門(mén)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)組成的介紹來(lái) 了解門(mén)機(jī)在工作時(shí)所依靠的自動(dòng)化設(shè)備及 PLC 系統(tǒng)，讓大家更進(jìn)一步具體的了解 PLC 在門(mén)機(jī) 中的重要作用。 4 研究?jī)?nèi)容（內(nèi)容、結(jié)構(gòu)框架以及要突破的難點(diǎn)） ： 1、門(mén)機(jī)的概述 2、PLC 控制器和變頻器技術(shù)在門(mén)機(jī)上的應(yīng)用 3、PLC 的應(yīng)用案例 研究方法、手段： 1 查閱參考資料 2 自己的實(shí)習(xí)工作經(jīng)歷 3 對(duì)前輩的咨詢 研究計(jì)劃： 2 月 20 日3 月 1 日畢業(yè)實(shí)習(xí)、收集資料 3 月 2 日3 月 5 日?qǐng)?bào)課題 3 月 6 日3 月 20 日撰寫(xiě)畢業(yè)論文 3 月 21 日4 月 23 日畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 4 月 1 日4 月 12 日撰寫(xiě)畢業(yè)論文 4 月 13 日4 月 25 日畢業(yè)論文定稿 參考文獻(xiàn)： 1常斗南主編.可編程序控制器第 2 版.機(jī)械工業(yè)出版社，1998，7 2宋伯生.PLC 應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)教程. 機(jī)械工業(yè)出版社，2001，9 3鄒金慧主編.可編程控制器及其系統(tǒng).重慶大學(xué)出版社，2002 4劉安俊主編.機(jī)械設(shè)計(jì)M.華中理工大學(xué)出版社,1995 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽名：年月日 5 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)定意見(jiàn) 題題 目目淺談 PLC 在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用 學(xué)學(xué) 生生 姓姓 名名 系系機(jī)電工程系專(zhuān)業(yè)、年級(jí)專(zhuān)業(yè)、年級(jí) 指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師 指導(dǎo)教師職稱(chēng)指導(dǎo)教師職稱(chēng) 指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師 評(píng)評(píng) 語(yǔ)語(yǔ) 成績(jī)：成績(jī)：簽名：簽名： 年年月月日日 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)資格審查、答辯及綜合成績(jī)?cè)u(píng)定表 學(xué)生姓名學(xué)生姓名學(xué)生專(zhuān)業(yè)、年級(jí)、班級(jí)學(xué)生專(zhuān)業(yè)、年級(jí)、班級(jí) 課課題題淺談 PLC 在門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用 形式審查意見(jiàn)：形式審查意見(jiàn)： 形式審查小組組長(zhǎng)簽字：形式審查小組組長(zhǎng)簽字： 年年月月日日 答辯評(píng)語(yǔ)答辯評(píng)語(yǔ)： 答辯委員會(huì)主任簽字：答辯委員會(huì)主任簽字： 年年月月日日 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)( (論文論文) )成績(jī)成績(jī) （占總成績(jī)（占總成績(jī)60%60%） 答辯成績(jī)答辯成績(jī) （占總成績(jī)（占總成績(jī)40%40%） 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)( (論文論文) )成績(jī)綜合評(píng)定成績(jī)綜合評(píng)定 （按分值折算為：優(yōu)、良、及格、不及格）（按分值折算為：優(yōu)、良、及格、不及格） 7 目錄目錄 1 門(mén)機(jī)的概述門(mén)機(jī)的概述-9 1.1 門(mén)機(jī)的簡(jiǎn)介門(mén)機(jī)的簡(jiǎn)介-9 1.2 門(mén)機(jī)的發(fā)展門(mén)機(jī)的發(fā)展-9 1.3 門(mén)機(jī)的分類(lèi)門(mén)機(jī)的分類(lèi)-9 1.4 門(mén)機(jī)的工作原理門(mén)機(jī)的工作原理-10 2PLC 控制器和變頻器技術(shù)在門(mén)機(jī)上的控制器和變頻器技術(shù)在門(mén)機(jī)上的應(yīng)用應(yīng)用-11 2.1PLC 控制器與變頻器調(diào)速原理控制器與變頻器調(diào)速原理-11 2.1.1PLC 控制器控制器-11 2.1.2 變頻器調(diào)速原理變頻器調(diào)速原理-11 2.2 系統(tǒng)工作組成系統(tǒng)工作組成-12 2.2.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成-12 2.2.2 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理-12 3PLC 的應(yīng)用案例的應(yīng)用案例-13 3.1 零位條件必須包含的內(nèi)容零位條件必須包含的內(nèi)容-13 3.23.2 程序運(yùn)行條件程序運(yùn)行條件-15-15 3.33.3 運(yùn)行程序例子運(yùn)行程序例子-16-16 3.43.4 上升、下降條件上升、下降條件-16-16 3.53.5 手柄故障手柄故障-16-16 4 結(jié)論結(jié)論-17 5 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)-18 8 摘要：摘要：PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以 編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等 操作的指令， 并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出， 控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而 設(shè)計(jì)。正是通過(guò)此原理，PLC 在門(mén)機(jī)中起著不可或缺的作用。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：PLC、門(mén)機(jī)應(yīng)用 9 1 門(mén)機(jī)的概述門(mén)機(jī)的概述 1.1 門(mén)機(jī)的簡(jiǎn)介門(mén)機(jī)的簡(jiǎn)介 門(mén)機(jī)又稱(chēng)門(mén)座起重機(jī)，是電力驅(qū)動(dòng)、有軌運(yùn)行的臂架類(lèi)起重機(jī)之一。它的構(gòu)造大體上可 以分為兩大部分：上部旋轉(zhuǎn)部分和下部運(yùn)行部分。上部旋轉(zhuǎn)部分安裝在一個(gè)高大的門(mén)形底架 (門(mén)架)上，并相對(duì)于下部運(yùn)行部分可以實(shí)現(xiàn) 360任意旋轉(zhuǎn)。門(mén)架可以沿軌道運(yùn)行，同時(shí)它又 是起重機(jī)的承重部分。起重機(jī)的自重和吊重均由門(mén)架承受，并由它傳到地面軌道上。門(mén)座起 重機(jī)正是由此門(mén)形底座而得名的。 門(mén)座起重機(jī)的上部旋轉(zhuǎn)部分包括臂架系統(tǒng)、人宇架、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、司機(jī)室等，還安裝有起升機(jī) 構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。下部運(yùn)行部分主要由門(mén)架和運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。門(mén)架底都能通火車(chē)， 軌距有 3 種： 能通過(guò)一列火車(chē)軌距為 6m， 稱(chēng)單線門(mén)架， 能通過(guò)并排兩列火車(chē)的軌距為 10.5m， 稱(chēng)雙線門(mén)架，能通過(guò)并排三列火車(chē)的軌距為 16 m，稱(chēng)三線門(mén)架。碼頭前沿的門(mén)座起重機(jī)門(mén)架 多屬雙線門(mén)架。門(mén)座底部裝有行車(chē)車(chē)輪或運(yùn)行臺(tái)車(chē)，運(yùn)行機(jī)構(gòu)使整臺(tái)起重機(jī)可以沿著地面或 建筑物上的軌道運(yùn)行。 門(mén)座起重機(jī)同其他起重機(jī)一樣主要是由驅(qū)動(dòng)部分、金屬結(jié)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)組成的。 1.2 門(mén)機(jī)的發(fā)展門(mén)機(jī)的發(fā)展 門(mén)機(jī)是隨著港口事業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的 1890 年,第一次將幅度不可變的固定式可旋轉(zhuǎn) 臂架型起重機(jī)裝在橫跨于窄碼頭上方的運(yùn)行式半門(mén)座上，成為早期的港用半門(mén)座起重機(jī)隨著 碼頭寬度的加大,門(mén)座和半門(mén)座起重機(jī)并列發(fā)展，并普遍采用俯仰臂架和水平變幅系統(tǒng)。第二 次世界大戰(zhàn)后，港用門(mén)座起重機(jī)迅速發(fā)展為便于多臺(tái)起重機(jī)對(duì)同一條船進(jìn)行并列工作,普遍采 用了轉(zhuǎn)動(dòng)部分與立柱體相連的轉(zhuǎn)柱式門(mén)座起重機(jī)(圖 1轉(zhuǎn)柱式門(mén)座起重機(jī)),或轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過(guò) 大軸承與門(mén)座相連的滾動(dòng)軸承式支承回轉(zhuǎn)裝置,以減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分的尾徑,并采用了減小碼頭掩 蓋面（門(mén)座主體對(duì)地面的投影）的門(mén)座結(jié)構(gòu)。在發(fā)展過(guò)程中，門(mén)機(jī)還逐步推廣應(yīng)用到作業(yè)條 件與港口相近的船臺(tái)和水電站工地等處。 1.3 門(mén)機(jī)的分類(lèi)門(mén)機(jī)的分類(lèi) 按用途可分為 3 類(lèi)：裝卸用門(mén)座起重機(jī):主要用于港口和露天堆料場(chǎng)，用抓斗或吊鉤 裝卸。起重量一般不超過(guò) 25 噸，不隨幅度變化。工作速度較高，故生產(chǎn)率常是重要指 標(biāo)。造船用門(mén)座起重機(jī)：主要用于船臺(tái)、浮船塢和艤裝現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行船體拼接、設(shè)備艤 裝等吊裝工作，用吊鉤作為吊具。最大起重量達(dá) 300 噸,幅度大時(shí)起重量相應(yīng)減小。有 多檔起升速度，吊重輕時(shí)可提高起升速度。有些工作機(jī)構(gòu)還備有微動(dòng)裝置，以滿足安裝 要求。門(mén)座高度大者，可適應(yīng)大起升高度和大幅度作業(yè)的要求，但工作速度較低，作業(yè) 生產(chǎn)率不高。建筑安裝用門(mén)座起重機(jī)：主要用在水電站進(jìn)行大壩澆灌、設(shè)備和預(yù)制件 10 吊裝等，一般用吊鉤。起重量和工作速度一般介于前兩類(lèi)起重機(jī)之間。它具有整機(jī)裝拆 運(yùn)輸性好、吊具下放深度大、能較好地適應(yīng)臨時(shí)性工作和棧橋上工作等的特點(diǎn)。 1.4 門(mén)機(jī)的工作原理門(mén)機(jī)的工作原理 門(mén)座起重機(jī)的工作原理是：通過(guò)起升、變幅、旋轉(zhuǎn) 3 種運(yùn)動(dòng)的組合，可以在一個(gè)環(huán)形圓柱體 空間實(shí)現(xiàn)物品的升降、移動(dòng)，并通過(guò)運(yùn)行機(jī)構(gòu)調(diào)整整機(jī)的工作位置，故可以在較大的作業(yè)范 圍內(nèi)滿足運(yùn)移物品的需要。見(jiàn)圖一。 圖一 11 2PLC 控制器和變頻器技術(shù)在門(mén)機(jī)上的控制器和變頻器技術(shù)在門(mén)機(jī)上的應(yīng)用應(yīng)用 2.1PLC 控制器與變頻器調(diào)速原理控制器與變頻器調(diào)速原理 2.1.1PLC 控制器控制器 PLC 是可編程控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是 1 臺(tái)專(zhuān) 為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入、輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng) 能力。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為 3 個(gè)階段，即輸入采樣，用戶程序執(zhí)行和輸 出刷新 3 個(gè)階段。完成上述 3 個(gè)階段稱(chēng)為 1 個(gè)掃描周期，在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC 的 CPU 以一 定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行 3 個(gè)階段。在輸入采樣階段，PLC 控制器以掃描方式依次讀入各類(lèi)按 鈕、開(kāi)關(guān)類(lèi)電器主令控制器的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I0(輸入輸出)映象區(qū)中的 相應(yīng)單元內(nèi)。在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 控制器總是按順序由上而下的依次掃描，預(yù)編好的 各種軟繼電器及其觸點(diǎn)組成邏輯程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形 圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線 路圖進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 儲(chǔ)存區(qū)中對(duì)應(yīng)的狀 態(tài)，或者刷新該輸出線圈在 I0 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定 的特殊功能指令。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I0 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路， 再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的被 控負(fù)載，如各種電磁閥線圈、接觸器、信號(hào)指示燈或變頻器等執(zhí)行電器，這時(shí)才是 PLC 控制 器的真輸出。 2.1.2 變頻器調(diào)速原理變頻器調(diào)速原理 變頻器簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將電源的三相(或單相)交流電，經(jīng)整流橋整流為直流電(交一直變 換)，再把直流電經(jīng)逆變器變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相(或單相)交流電源(直一交變換)。其間 電能不發(fā)生任何變化，而只有頻率發(fā)生改變。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下： n= 60f(1-s) p (1) 式中：n - 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速； f -定子頻率； s - 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率； p - 磁極 對(duì)數(shù)。 由式(1)可知，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的途經(jīng)有改變磁極對(duì)數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率和調(diào)整輸入頻率。 改變電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)實(shí)際上就是改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，加上電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)是相對(duì)固定 的，所以只有通過(guò)改變定子繞組的接法來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這種方法的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，主要是： 最多只有 4 擋調(diào)速，不能得到最佳的運(yùn)行效果，負(fù)載能力下降，工作效率下降，調(diào)速時(shí)必須 改變繞組的接法，故控制電路比較復(fù)雜。改變轉(zhuǎn)差率是通過(guò)在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 這種方法只能用于繞線式電機(jī)，其缺點(diǎn)是因?yàn)橐?lián)的電阻在電機(jī)外部，在電機(jī)的結(jié)構(gòu)上就 必須加入電刷和滑環(huán)，增加了故障率，同時(shí)調(diào)速電阻上將白白地消耗掉許多電能，調(diào)速后的 機(jī)械特性比較“軟”，不理想。 而改變電動(dòng)機(jī)定子側(cè)供電電源的輸入頻率，即可改變電機(jī)的 12 同步轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速。但頻率下降會(huì)導(dǎo)致磁通的增加，造成磁路飽和，勵(lì)磁電流增 加，功率因數(shù)下降，鐵心和線圈過(guò)熱，顯然這是不允許的。為此，要在降頻的同時(shí)還要降壓， 這就要求頻率與電壓協(xié)調(diào)控制，該協(xié)調(diào)控制的裝置就稱(chēng)為變頻器。在起重機(jī)上調(diào)速，電機(jī)產(chǎn) 生的最大轉(zhuǎn)矩不能變，這就需要維持磁通不變?，F(xiàn)在使用的精確交流控制系統(tǒng)多為矢量控制， 其基本點(diǎn)是控制轉(zhuǎn)子磁鏈，以轉(zhuǎn)子磁通定向，然后分解定子電流，使之成為轉(zhuǎn)距和磁場(chǎng) 2 個(gè) 分量，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)正交和解耦控制。直接轉(zhuǎn)矩與矢量控制不同，它不是通過(guò)控制電流、 磁鏈等量來(lái)間接控制轉(zhuǎn)矩，而是采用瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩的控制方式，把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來(lái)控制， 其性能類(lèi)似于他勵(lì)直流電機(jī)特性。 2.2 系統(tǒng)工作組成系統(tǒng)工作組成 2.2.1 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 MQ530 門(mén)機(jī)最大起升高度 30 m，最大起重負(fù)荷 5 t。變頻控制器采用 ABB 公司 ACS600 系 列變頻器，該變頻器采用了適合于起重作業(yè)的 DTC 直接轉(zhuǎn)矩控制理論。起升機(jī)構(gòu)為雙鉤 2 臺(tái) 55 kW 變頻電機(jī)，2 臺(tái) ABBACS600120 變頻器；變幅機(jī)構(gòu)為 1 臺(tái) 22 kW 變頻電機(jī)，1 臺(tái) ABBACS60040 變頻器；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為 1 臺(tái) 3Okw 變頻電機(jī)；行走機(jī)構(gòu)為 4 臺(tái) 75 kW 變頻 電機(jī)，旋轉(zhuǎn)和大車(chē)行走共用 1 臺(tái) ABBACS6007O 變頻器。PLC 控制器采用 GE 公司 FANUC 系 列 9030 可編程控制器，有 1 個(gè) CPU 模塊，1 個(gè)通訊模塊，2 個(gè)電源模塊，7 個(gè)輸入模塊，3 個(gè)輸出模塊，它與 ABB 公司 ACS600 系列變頻器之間的數(shù)據(jù)交換，是通過(guò) Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線 組成網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2.2.2 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 門(mén)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程首先是全車(chē)通電，PLC 控制器和變頻器得電后，進(jìn)行初始化自檢和診斷。 在 PI C 控制器輸入模塊和輸出模塊上有相應(yīng)的燈亮，代表一切正常，具備開(kāi)機(jī)條件。通過(guò) PLC 控制器指示燈的反應(yīng)，能夠使維修人員很快的找到設(shè)備故障點(diǎn)。開(kāi)機(jī)時(shí) PLC 控制器先將 接收到的駕駛室操縱桿信號(hào)，轉(zhuǎn)換為調(diào)速系統(tǒng)可直接處理的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò) Profibus 現(xiàn) 場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)傳送到相應(yīng)的變頻器上，在完成 PLC 控制器對(duì)變頻器控制的同時(shí)，還將變頻器的 運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò) Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線，反饋到 PLC 控制器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)整機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí) 控制。變頻器將所得到的信號(hào)再處理后輸送到下端變頻電機(jī)，使電機(jī)平穩(wěn)的起降、旋轉(zhuǎn)作業(yè)， 最終將貨物裝卸完畢，如圖二所示。 圖二 門(mén)機(jī)通過(guò) plc 實(shí)現(xiàn)升降、變幅、旋轉(zhuǎn)流程圖 13 3PLC 的應(yīng)用案例的應(yīng)用案例 3.1 零位條件必須包含的內(nèi)容：零位條件必須包含的內(nèi)容： （1）手柄零位檔，并由零位條件輸出自鎖。 （2）主電源空開(kāi)輔點(diǎn)及主電源接觸器輔點(diǎn)信號(hào)，無(wú)主接觸器的就用分接觸器輔點(diǎn)信號(hào)。 （3）機(jī)構(gòu)空開(kāi)輔點(diǎn)信號(hào)：電源、制動(dòng)器、風(fēng)機(jī)空開(kāi)輔點(diǎn)。 （4）過(guò)電流、熱繼電器等保護(hù)信號(hào)。 （5）變頻器故障、制動(dòng)單元故障。 （6）制動(dòng)器接觸器故障 （7）兩個(gè)機(jī)構(gòu)共用變頻器時(shí)要把該機(jī)構(gòu)的電機(jī)接觸器信號(hào)和另一個(gè)機(jī)構(gòu)接觸器的常閉點(diǎn)做 進(jìn)零位條件。 (ABB 7.4 以前版本變頻器做電機(jī)切換要把“用戶宏 1 或用戶宏 2 有效”信號(hào)做 進(jìn)零位！) （8）兩個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)時(shí)，應(yīng)把兩個(gè)機(jī)構(gòu)的零位條件串起來(lái)一起，并且在單動(dòng)時(shí)可旁路另個(gè)機(jī) 構(gòu)的零位條件。 零位保護(hù)、風(fēng)機(jī)空開(kāi)、聯(lián)動(dòng)情況說(shuō)明：如圖三所示。零位保護(hù)、風(fēng)機(jī)空開(kāi)、聯(lián)動(dòng)情況說(shuō)明：如圖三所示。 條件 C8A00 起升 1 零位，M00002 主電源空開(kāi)反饋點(diǎn)，M00012 起升 1 零位條件，構(gòu)成了手柄的零位保護(hù)，當(dāng) M00012 斷開(kāi)，即主接觸器主空開(kāi)斷開(kāi)后，手柄必須回零位，才能再次滿足零位條件 C700 起升 1 電源空開(kāi)，I00147 起升 1 制動(dòng)空開(kāi)，C8B10 起升 1 風(fēng)機(jī)空開(kāi)，M00013 起升 2 零位，C905 起 14 升 1 制動(dòng)中繼輸出，C501 起升 1 單動(dòng)，C8B11 起升 1 電機(jī)接觸器反饋，M00050 起升準(zhǔn)備 如果 C8B10 風(fēng)機(jī)空開(kāi)信號(hào)輸入 plc 輸入點(diǎn)時(shí)，在電機(jī)正在運(yùn)行時(shí)風(fēng)機(jī)空開(kāi)斷開(kāi)了，可不立即斷零位條件， 用制動(dòng)器輸出信號(hào)旁路 C509，該信號(hào)沒(méi)有了再斷開(kāi)零位條件，聯(lián)動(dòng)時(shí)另外一個(gè)機(jī)構(gòu)的零位條件斷開(kāi)，本 機(jī)的零位條件也要斷開(kāi)，單動(dòng)時(shí)不受另一個(gè)機(jī)構(gòu)影響。 M00050 在起升 1 準(zhǔn)備好的條件下閉合，C401 變頻器故障 C306 制動(dòng)單元故障 M00003 制動(dòng)接觸器故障 M00310 超速故障，在無(wú)故障的情況下，起升一檔零位條件滿足，機(jī)械做起升動(dòng)作 圖三 制動(dòng)器故障說(shuō)明：如圖四所示。制動(dòng)器故障說(shuō)明：如圖四所示。 圖四 M00301 起升制動(dòng)器中繼輸出 M00302 起升制動(dòng)器接觸器反饋 M00300 起升制動(dòng)接觸器故障 M00306 故障復(fù)位按鈕 超速故障例子：如圖五所示。超速故障例子：如圖五所示。 15 圖五 電機(jī)切換程序說(shuō)明：如圖六所示。電機(jī)切換程序說(shuō)明：如圖六所示。 圖六 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的零位條件還應(yīng)該加入錨定限位、手剎限位和制動(dòng)腳踏限位（當(dāng)為電動(dòng)控制制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的零位條件還應(yīng)該加入錨定限位、手剎限位和制動(dòng)腳踏限位（當(dāng)為電動(dòng)控制制 16 動(dòng)器抱閘時(shí)，不要將制動(dòng)腳踏限位放在零位條