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基于总线的塔式起重机监控系统设计

作　者: 王新刚
导　师: 杨静
学　校: 西安理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 塔式起重机交流变频技术 PLC 回转控制
分类号: TH213.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

国外工程机械科技领域以电子、信息技术为先导,在计算机故障诊断与监控、系统控制和人机工程学等方面进行了大量深入的研究,开发出与各种工程机械相匹配的软、硬件控制系统,使工程机械产品向信息化、智能化方向前进了一大步。中国是全球塔式起重机(简称塔机)生产、需求的大国,从国际发展趋势来看,提高塔机技术含量,加强塔机智能化、人性化技术的研发,具有重要的现实意义。本课题在对塔机工作过程详细分析基础上,构建了基于总线的塔机监控系统,充分考虑塔机工作的安全性、可靠性,系统以PLC可编程控制器作为控制核心,扩展了上位监控系统以及塔机三大运动控制器。本课题将变频控制技术以及双闭环控制方式应用到塔机三大运动机构中,解决了塔机频繁启停,且运行过程中有明显振动和冲击的问题；同时,上位监控系统实现了塔机状态的信息化,数字化。本课题将开发的监控系统应用到PTT293大型平头塔机上,进行了大量的现场调试,系统较好地实现了塔机状态检测与安全监控。由于大型塔机回转惯性大,在操作过程中,实现回转机构制动控制的稳定性及响应速度的快速性比较困难,本课题采用变频控制与涡流制动相结合,设计了涡流制动曲线,应用到实际现场,经过测试取得良好的控制效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题研究的背景  7
  1.2 塔式起重机监控系统的国内外研究现状  7-9
    1.2.1 塔式起重机监控系统的国外研究现状  7-8
    1.2.2 塔式起重机监控系统的国内研究现状  8-9
  1.3 本课题研究的主要内容及难点  9-11
    1.3.1 本课题研究的主要内容  9
    1.3.2 课题的主要难点  9-11
2 塔式起重机控制系统总体方案设计  11-17
  2.1 塔式起重机工作原理简介  11
  2.2 塔式起重机监控系统总体方案设计  11-13
  2.3 塔机变频调速控制  13-16
    2.3.1 塔机起升运动分析与控制方案  13-15
    2.3.2 塔机变幅、回转运动分析与控制方案  15-16
  2.4 本章小结  16-17
3 塔式起重机运行控制系统设计  17-27
  3.1 塔机控制系统电器设计  17-20
    3.1.1 控制系统配电保护  17-18
    3.1.2 控制系统电机保护  18-19
    3.1.3 系统安全限位保护  19-20
  3.2 塔机变频调速控制  20-25
    3.2.1 变频调速原理  20-22
    3.2.2 塔机变频控制系统设计—回转机构  22-25
  3.3 本章小结  25-27
4 塔机控制软件设计  27-41
  4.1 PLC控制原理  27-30
  4.2 塔机控制系统PLC软件设计  30-36
    4.2.1 PLC信号采集与处理  30-34
    4.2.2 塔机控制的PLC逻辑  34-36
  4.3 PLC与上位机的通讯  36-38
  4.4 塔式起重机的安全监控及故障检测  38-40
    4.4.1 塔机上位机监控系统简介  38-39
    4.4.2 塔机上位机监控功能  39-40
    4.4.3 塔机运行故障检测  40
  4.5 本章小结  40-41
5 塔式起重机监控系统在PTT293平头塔机的应用  41-55
  5.1 平头塔机简介  41-42
  5.2 PTT293型平头塔机构简介  42
  5.3 塔机控制系统调试  42-46
    5.3.1 塔机基本参数测试  44-46
    5.3.2 塔机控制系统力矩限制安全功能调试  46
  5.4 塔机变频回转控制的调试  46-54
  5.5 本章小结  54-55
6 结论与展望  55-57
致谢  57-59
参考文献  59-61
附录  61-64

基于总线的塔式起重机监控系统设计

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