課程設(shè)計（論文）-基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計

基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計專業(yè)：自動化1班2011年12月2基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計一塔機介紹 3二雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計 4 42.2控制主電路設(shè)計 42.3速度控制 42.4起升下降控制 62.5檔位控制 62.6控制電路 72.7控制主程序 7 四參考資料 3基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計一塔機介紹塔式起重機是一種塔身豎立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機械在工業(yè)與民用建筑施工中是完成預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設(shè)備?；窘Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。工作機構(gòu)主要包括：起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、小車牽引機構(gòu)、臺車行走驅(qū)動機構(gòu)等；起升機構(gòu)是塔式起重機中最重要、最基本的機構(gòu)，是以間歇，重復(fù)工作方式，將重物通過其中吊鉤或其他吊具懸掛在承載構(gòu)件(如鋼絲繩、鏈條)上進行起升、下降，或起升與運移的機械設(shè)備。主要安裝在塔式起重機的起重臂上。其主要組成部分有：電機、變速箱、制動器、卷筒、底架、軸承座和安全裝置等。在高層建筑施工中其幅度利用率比其他類型起重機高。由于塔式起重機能靠近建筑物，其幅度利用率可達全幅度的80%,普通履帶式、輪胎式起重機幅度利用率不超過50%,而且隨著建筑物高度的增加還會急劇的減少。因此塔式起重機在高層工業(yè)和民用建筑施工的是使用中一直處于領(lǐng)先地位。應(yīng)用塔式起重機對于加快施工進度、縮短工期、降低工程造價起著重要的作用。4基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計圖1塔式起重機整體結(jié)構(gòu)圖1-固定基礎(chǔ)；2-固定支腿；3-附著裝置；4-頂升機構(gòu)；5-下支座；6-上支座；7-回轉(zhuǎn)機構(gòu)；8-回轉(zhuǎn)塔身；9-司機室；10-變幅機構(gòu)；11-載重小車；12-吊鉤；13-起重臂；14-起重臂拉桿；15-塔頂；16-平衡臂拉桿；17-平衡臂；18-平衡重；19-起升機構(gòu)；20-電控柜；21-塔身二雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計2.1提升機構(gòu)介紹起升機構(gòu)是塔式起重機最重要的傳動機構(gòu)，它要求重載低速，輕載高速，調(diào)速范圍大。起升機構(gòu)調(diào)速方式的優(yōu)劣直接影響整機性能。4繩最大起重量小于等于6t的小中型塔機競爭激烈，成本控制嚴格，國內(nèi)以多速電機變極調(diào)速為主，方案簡單，尚能滿足工作需要。8t和8t以上的中大型塔機需要較好的調(diào)速性能，調(diào)速方式很多，選擇原則有三個：首先要平穩(wěn)，沖擊??；其次要經(jīng)濟和可靠，符合國情；三是要便于維修。三速電機變極調(diào)速使用普通減速機，由三速電機變極而直接起到氣盛機構(gòu)的高、中、低三檔速度，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、維修方便，常采用4/8/32極三速電機。缺點是換擋時有一定的沖擊，慢就為速度不是很理想。常用于4繩最大起重量小于6t的中小型塔機。用兩電機合成速度，可減小換擋沖擊。2.2控制主電路設(shè)計起升控制電氣控制元件包括萬能轉(zhuǎn)向開關(guān)、起升接觸器、下降接觸器、低速接觸器、高速接觸器、短路接觸器、和起升制動器等，起升電機采用2個相同的變極調(diào)速三相異步電動機：30Kw,2/4/16極，同步轉(zhuǎn)速分別為3000rpm,1500rpm,375rpm;分別對應(yīng)為高速、中速、低速繞組配一套液力推桿制動器，起升卷揚機正反轉(zhuǎn)由SQ控制KM1、KM2工作，并由SQ控制KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、2.3速度控制啟動時應(yīng)由低速向高速過度，停機時應(yīng)從高到低。甲、乙兩電機通過差動變速箱(與汽車后橋差速器的原理相似)可以合成出6個速度，分別是：5基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計I速：甲電機低速繞組工作(16極)工作；KM1閉合。Ⅱ速：甲、乙兩電機低速繞組工作(16極)共同工作；KM3、KM6閉合。Ⅲ速：甲電機中速繞組工作(4極)工作，乙電機低速繞組工作(16極)工作；IV速：甲電機中速繞組工作(4極)工作，乙電機中速繞組工作(4極)工作；V速：甲電機高速繞組工作(2極)工作，乙電機中速繞組工作(4極)工作；VI速：甲電機高速繞組工作(2極)工作，乙電機高速繞組工作(2極)工作；控制主電路圖如圖2圖2控制主電路圖6基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計起升安全超力矩限位器SQ的常開不接通、超力矩接觸器KM19不接通，起升萬向控制開關(guān)接通。若超載超力矩限位SQ接通、超力矩接觸器KM19得電，萬能轉(zhuǎn)向開關(guān)不通電。主控制電路不通電。2.4起升下降控制萬能轉(zhuǎn)向器起升檔時，起升限位和下降限位器SQ2、SQ3的常閉觸點接通、下降接觸器KM2的常閉接通，則KM1得電、電機正轉(zhuǎn)、主卷揚收鋼絲繩，執(zhí)行起升動作。萬能轉(zhuǎn)向器下降檔時，KM1的常閉接通、KM2得電，電機反轉(zhuǎn)、主卷揚放鋼絲繩，執(zhí)行下降動作。2.5檔位控制I檔：及啟動檔，I1.0通電，上升的時候電機以速度I提升。II檔：手柄正、反Ⅱ檔均為空檔；為保持速度檔。III檔：加速檔，手柄正反III檔均為加速檔。246下降圖3檔位控制將手柄打在下降Ⅲ檔時，控制系統(tǒng)將使電機下降從I速相隔2秒逐次加速至VI速；當(dāng)加速至某一速度時，手柄回到Ⅱ檔，速度將保持在原檔位不變。當(dāng)手柄回到I檔，速度將逐次降到I速；當(dāng)電機正在運行，手柄回到零位或反向檔位72.6控制電路2.7控制主程序上升下降加速空檔標(biāo)志位正轉(zhuǎn)標(biāo)志位Network1Network2.M0.0M0.182M0.2M0.2M0.0/M?.2M0.0/M?.2S//R11NetworkTON69不不Network100速度!速度Ⅱ))2Network13)3Network14Q0.3Q0.3)Network155Q0.5C10Q0.5))6Network17M0.2Qa.6,下降標(biāo)志)通過兩周短暫的設(shè)計，基于PLC的塔式起重機雙電機提升機構(gòu)控制系統(tǒng)最后在試驗臺上成功實現(xiàn)。此次設(shè)計是對大三所學(xué)過的PLC編程和電機拖動的鞏固和加深，通過自己編程、調(diào)試、最后完美的實現(xiàn)，感覺很高興，但是在設(shè)計過程中也遇到了較多困難，諸如程序的編寫，包括循環(huán)移位指令的使用、調(diào)速指令的采用等等，不僅自己查閱書籍資料，而且還向老師同學(xué)請教，最終這些問題得近年來，我國塔機行業(yè)通過公關(guān)，在認真研究國外技術(shù)，結(jié)合國情實際情況下，研究出不少好產(chǎn)品，如CAD模塊化塔機組合設(shè)計，起重、布料兩用塔機等。開發(fā)過程中，也解決了大功率起升機構(gòu)的無極變速、PLC控制問題以及長期困擾人們的起升機構(gòu)亂繩打扭問題等。以上問題都是自主開發(fā)采用國外關(guān)鍵元器件的辦法實現(xiàn)的，但知識產(chǎn)權(quán)是自主的。其中塔機的工作狀態(tài)監(jiān)控是我國塔機急需解決又必須解決的課題，這需要對國外技術(shù)進行揚棄，根據(jù)我國的餓