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桥式起重机起升机构控制改造与应用研究

作　者: 夏颖怡
导　师: 何邦贵
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 桥式起重机电气改造变频调速 PLC控制
分类号: TH215
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

桥式起重机作为一种物料搬运的设备,其起升机构工作的安全性和可靠性是保证物料在高空运输的前提,同时对地面设备和人员的安全也是至关重要的,随着设备使用年限的增加和继电器-接触器有触点控制性能的下降,桥式起重机在物料起升中出现故障的概率逐渐增加。经过长期使用后,某厂30/5T桥式起重机出现瞬时溜钩、机械声响大、微动控制难、设备颤动大、档位不定位、元件烧坏、突然停机等故障现象,严重威胁设备和人员的安全。本文在不改变桥式起重机大车运行机构、小车运行机构的前提下,以某企业30/5T桥式起重机的起升机构电气系统改造为研究对象,采用交流变频调速技术和PLC控制技术,对该桥式起重机的起升系统的电气控制进行技术改造,构建了相应技术改造方案,选择了8极750r/min的YZBF250M-8鼠笼式异步电动机为主钩驱动电机；6极1000r/min的YZBF160L-6鼠笼式异步电动机副钩驱动电机；选择FR-A540-45W的变频器为主钩电机调速；FR-A540-15W的变频器为副钩电机调速；选择三菱FX2N-80MR作为起升系统的电气PLC控制替代传统的PQR型磁力屏控制方式。根据所选择的桥式起重机起升机构的驱动电机、变频器的控制信号要求,按照控制工艺流程的需求,设计主钩的变频器接线图、副钩的变频器接线图。根据所选择的PLC定义其输入输出端口和接线图,根据主钩、副钩工作的控制要求和工艺流程,设计了主钩、副钩的PLC编程梯形图；编写了相应的PLC控制程序。将所选购的电动机、变频器、PLC用于该桥式起重机的起升机构改造的现场施工,完成了相应的接线工作,对通电前的电气系统进行再检测和安全调试,并对PLC控制程序及相关参数设置进行现场调试,调试结果表明桥式起重机的改造取得圆满的效果,达到了预期的目的。本文将交流变频技术与PLC控制技术相结合,解决传统设备的控制问题,提升了传统设备的控制精度,挖掘了传统设备的机械潜能,延长了设备的使用寿命,项目的研究结果和实践,对同类设备的技术改造具有参考价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-19
  1.1 选题背景  9
  1.2 桥式起重机工作原理  9-14
    1.2.1 桥式起重机电气控制系统  11-12
    1.2.2 桥式起重机电气设备及功能  12-14
  1.3 桥式起重机电气故障分析  14-18
  1.4 本文主要研究的内容和技术路线  18
  1.5 本章小结  18-19
第二章桥式起重机电气改造方案研究  19-25
  2.1 桥式起重机电气系统改造的经济技术指标  19
  2.2 桥式起重机电气系统改造方案一  19-20
  2.3 桥式起重机电气系统改造方案二  20-21
  2.4 桥式起重机电气系统改造方案三  21-22
  2.5 确定桥式起重机电气系统改造方案  22-23
  2.6 本章小结  23-25
第三章交流电机变频调速及PLC控制技术基础  25-35
  3.1 三相交流异步电动机变频调速技术  25-30
    3.1.1 交流异步电动机调速原理  25-26
    3.1.2 转差率调速分析  26-27
    3.1.3 变频调速的理论基础  27-29
    3.1.4 变频调速器  29-30
  3.2 PLC控制技术基础  30-33
    3.2.1 PLC的基本结构  30-31
    3.2.2 PLC的工作原理  31-32
    3.2.3 PLC内部运作方式  32-33
  3.3 本章小结  33-35
第四章桥式起重机电气系统改造硬件选择  35-45
  4.1 桥式起重机改造前升降机构主要技术参数  35
  4.2 变频鼠笼异步电动机参数计算及选型  35-37
    4.2.1 异步电动机极数计算  35-36
    4.2.2 异步电动机功率计算及选型  36-37
  4.3 主、副钩变频器选型  37-41
    4.3.1 起重机升降机构运行特点分析  37-38
    4.3.2 主、副钩变频器选型  38-41
  4.4 PLC电气控制选型  41-44
    4.4.1 电气控制需求I/O点表统计  41-43
    4.4.2 电气控制PLC品牌及型号确定  43-44
  4.5 本章小结  44-45
第五章桥式起重机起升电气系统控制接线  45-57
  5.1 电气控制PLC的I/O点定义  45-46
  5.2 起升系统变频器控制回路  46
  5.3 主接触器控制分析  46-48
  5.4 PLC控制回路接线图  48
  5.5 变频器回路设计  48
  5.6 电气控制PLC程序设计  48-56
    5.6.1 主钩控制梯形图设计  48-53
    5.6.2 副钩控制梯形图设计  53-55
    5.6.3 保护回路梯形图设计  55-56
  5.7 本章小结  56-57
第六章桥式起重机电气系统改造施工及调试  57-61
  6.1 桥式起重机电气系统改造设备采购及实工  57-58
  6.2 桥式起重机电气系统改造效果验收与调试  58-59
    6.2.1 通电前的检查  58
    6.2.2 电气控制PLC程序及变频器相关参数设置  58-59
    6.2.3 电气控制回路通电检查  59
  6.3 设备通电试车  59
  6.4 本章小结  59-61
第七章结论和展望  61-63
  7.1 结论  61-62
  7.2 展望  62-63
致谢  63-65
参考文献  65-67

桥式起重机起升机构控制改造与应用研究

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