基于plc的10吨桥式起重机电气控制系统设计

基于plc的10吨桥式起重机电气控制系统设计内容摘要：

翼缘板和不等厚的主副腹板组成 ,小车钢轨布置在主腹板上方 ,箱体内的短加劲板可以省去 ,其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁 ,自重较小 ,但制造较复杂。 四桁架式结构由四片平面桁架组合成封闭型空间结构 ,在上水平桁架表面一般铺有走台板 ,自重轻 ,刚度大 ,但与其他结构相比 ,外形尺寸大 ,制造较复杂 ,疲劳强度较低 ,已较少生产。 空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁 ,由四片钢板组成一封闭结 构 ,除主腹板为实腹工字形梁外 ,其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口 ,形成一个无斜杆的空腹桁架 ,在上、下水平桁架表面铺有走台板 ,起重机运行机构及电气设备装在桥架内部 ,自重较轻 ,整体刚度大 ,这在中国是较为广泛采用的一种型式。 普通桥式起重机主要采用电力驱动 ,一般是在司机室内操纵 ,也有远距离桥式起重机控制的。 起重量可达五百吨 ,跨度可达 60 米。 简易梁桥式起重机又称梁式起重机 ,其结构组成与普通桥式起重机类似 ,起重量、跨度和工作速度均较小。 桥架主梁是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面梁 ,用手拉葫芦或 电动葫芦配上简易小车作为起重小车 ,小车一般在工字梁的下翼缘上运行。 桥架可以沿高架上的轨道运行 ,也可沿悬吊在高架下面的轨道运行 ,这种起重机称为悬挂梁式起重机。 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作 ,其基本结构与普通桥式起重机相似 ,但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。 这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣 ,工作级别较高。 主要有五种类型 : 铸造起重机 供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。 主小车吊运盛桶 ,副小车进行翻转盛桶等辅助工作 ,为了扩 大副钩的使用范围和更好地为炼钢工艺服务 ,主、副钩分别布置在各自有独立小车运行机构的主、副小车上 ,并分别沿各自的轨道运行。 夹钳起重机 利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中 ,或把它取出放到到运锭车上。 锭脱起重机 用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。 小车上有专门的脱锭装置 ,脱锭方式根桥式起重机。 据锭模的形状而定 :有的脱锭起重机用项杆压住钢锭 ,用大钳提起锭模。 有的用大钳压住锭模 ,用小钳提起钢锭。 加料起重机 用以将炉料加到平炉中。 主小车的立柱下端装有挑杆 ,用以挑动料箱并将它送入炉内。 主 柱可绕垂直轴回转 ,挑杆可上下摆动和回转。 副小车用于修炉等辅助作业。 锻造起重机 用以与水压机配合锻造大型工件。 主小车吊钩上悬挂特殊翻料器 ,用以支持和翻转工件。 副小车用来抬起工件。 3 检查项目 桥式起重机的安全检查为了保证桥式起重机的安全运行 ,在起重机运行期间需进行一些安全常规检查 ,检查项目及要点如下 : ① 起升高度限位器、行程限位开关及各联锁机构性能正 桥式起重机常 ,安全可靠。 ② 各主要零部件符合安全要求 :开口增大小于原尺寸的 15%,扭转变形小于 10%。 板钩衬套磨损小于原尺寸的 50%,板钩心轴磨损小于 5%,无剥落、毛刺、焊补。 吊钩挂架及滑轮无明显缺陷。 钢丝绳表面钢丝磨损、腐蚀量小于钢丝直径的 40%,断丝在一个捻距内小于总丝数的 10%,无断头 ,无明显变细 ,无芯部脱出、死角扭拧、挤压变形、退火、烧损现象。 钢丝绳端部连接及固定的卡子、压板、锲块连接完好 ,无松动 ,压板不少于 2个 ,卡子数量不少于 3个。 卷筒无裂纹 ,连接、固定无松动。 筒壁磨损小于原壁厚的 20%。 安全卷不少于 2 圈 ,卷筒与钢丝绳直径比例符合要求。 平衡轮固定完好 ,钢丝绳应符合的要求。 制动器无裂纹 ,无松动 ,无 严重磨损 ,制动间隙两侧相等尺寸合适 ,有足够的制动力 ,制动带磨损小于原厚度的 50%。 通过对桥式起重机的安全常规检查 ,对杜绝人身事故 ,减少设备事故 ,提高设备运转率 ,降低检修费用等均起到了显著作用。 4 安全滑触线 安全滑触线是一种新型移动供电装置 ,以其绝缘、安全、耐温、抗振、节能等优越性能逐步替代了旧式裸露角铁及铜排滑触线。 安全滑触线由填嵌在工程塑料型管或槽板中的光滑平整的 T2 铜排或嵌有耐磨导体的铝型材作为载流体 ,组合成输电导管 ,导管下有开口槽以利集电器运行 ,并由集电器的高耐磨铜基石墨电刷将电力导向工作 电器。 桥式起重机在使用中易断电 ,有时在输电导管内产生火花 ,严重时滑触线某放炮 ,造成集电器更换过于频繁 ,影响生产。 为此 ,进行了如下改进 : ① 增大集电器电刷倒角 ,并打磨光滑。 ② 增加集电器两相对电刷间弹簧强度、弹性 ,保证弹簧恢复自如。 ③ 加深。 加固集电器中的弹簧座 ,保证电刷的恢复弹簧在工作中不易 串位。 ④ 两段安全滑触线连接处连接块要有倒角 ,保证集电器平滑过渡。 同时 ,为保证安全滑触线的正常使用 ,行车工的规范操作、维修工的定期保养、定期检查也必不可少。 桥 式起重机相关参数的介绍 本设计是以山东华起起重机械有限公司生产的 QD 型 10 吨吊钩桥式起重机为机械基础的电气控制系统的设计 QD 型吊钩桥式起重机是采用国际先进标准制造的系列产品。 整机结构新颖、造型美观、工艺性好、操作灵活平稳、安全可靠。 主要特点 : (1)桥架采用箱形主梁 ,自动埋弧焊焊接。 (2)小车导电采用工字钢轨道电缆导电新装置 ,安全可靠。 (3)起升机构根据要求还可设第二套安全装置。 增加可靠性。 (4)零部件标准化、系列化、通用化。 (5)操纵室视野开阔 ,全部机构均在操纵 室内操纵 ,工作舒适操纵灵活。 本产品广泛适用于普通重物的装卸与搬运 ,还可配以多种专用吊其进行特殊作业 ,当露天使用时带有防雨设备。 表中数据为室内起重机用 ,室外起重机总重和轮压约增加 5%,起重机按使用繁忙程度分为中级 (A5)和重级 (A6)两种工作制度。 选用时应注明工作制度 ,工作环境的最高、最低气温及电源种类等技术要求。 还可根据用户要求的跨度设计制造。 本设计中设计中选择 A6 工作级别 , 表 桥式起重机电气设备相关参数 跨度 m 起重量 t 10 最高起升高度 m 16 起升机构速度 m/min 小车速度 43 大车速度 起升机构电机 型号 /KW YZR200L6Z/22 小车电机 YZR132M6Z/ 大车电机 YZR160M26/2 电源 三相交流 380V 50Hz 本设计的控制方案 本设计的基本控制方案就是通过 PLC的输入端输入控制信号从而使 PLC发出控制信号去控制变频器使变频器启动工作 ,同时断电电磁制动器得电松开 ,同时相关指示灯亮。 当 PLC 控制变频器频率端子输入信号时或正反信号 ,控制变频器的端子对变频器发出改变频率的信号正反转的信号 ,从而使被控电动机的转速发生改变或者转速方向发生改变。 当起重机运动到期限位置或主电路发生短路、过流、断相、过载、突然停电等时 ,会使行程开关动作或变频器发出短路、过流等信号输入到 PLC 输入端 ,使 PLC 发出变频器停止、电磁制动器制动等信号。 从而达到控制 的要求和目的。 图 是电气控制方案的控制框图 ,图中 YBYB YB3 是电机 M M M3 的断电电磁抱闸制动器 ,图中的箭头方向表示控制控制信号流动的方向。 图 控制方案简图 变频调速系统的设计 变频器的选择和参数设定 变频器的基本原理及接线端子的介绍 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置 ,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流、过 压、过载保护等功能。 变频器按变换环节分为两大类 :交 ?直 ?交变频器 ,交 ?交变频器。 交 ?交变频器是把固定频率的交流电直接变换成频率连续可调的交流电。 其主要有点是没有中间环节。 但连续可调的频率范围窄 ,一般在额定频率的 1/2以下 ,故它主要用于低速大容量的拖动系统。 交 ?直 ?交变频器是先把交流电变换成直流电 ,然后再把直流电变换成频率连续可调的交流电。 交 ?直 ?交变换是常见变频器采用的变换方式。 交 ?直 ?交变频器是由整流器、中间滤波器和逆变器三部分组成。 整流器是三相桥式整流电路 ,其作用为将特定的电压和 频率的交流电变换为直流电 ,然后作为逆变器的直流供电电源。 中间滤波器由。