橋式起重機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、2013屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計說明書題 目:橋式起重機(jī)的 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級: 學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 教師職稱： 橋式起重機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計2013 年 5 月 24 日目錄1 引言 02 系統(tǒng)分析 22.1 橋式起重機(jī)簡介 22.2 本設(shè)計的控制方案 32.3 本設(shè)計的主要工作 43 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 53.1 主令控制器 53.2 電動機(jī)的選擇 63.3 PLC 的使用 73.3.1 PLC 的選型 73.3.2 外部接線與 I/O 分配 73.4 變頻器 1.0.3.4.1 變頻器的選用 1.0.3.4.2 變頻器外部接線 1.2.3.4.3

2、 變頻器制動電阻的選擇 1.2.3.5 繼電器的選用 1.3.3.6 熔斷器的選用 1.3.3.7 主電路原理圖 1.4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 1.6.4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計 1.6.4.2CXP 編程軟件簡介 1.7.4.3 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計 1.84.3 PLC 程序編寫 1.9.結(jié) 論 2.3.致 謝 2.5.參 考 文 獻(xiàn)2.5.附錄 A ：起重機(jī)電路原理圖 2.7.附錄 B： 小車梯形圖 2.8.附錄 C： 吊鉤梯形圖 2.9.1引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)工廠生產(chǎn)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)展，與此同時起重機(jī)也得到了迅速的發(fā)展。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于廠房、露天貯料場、室內(nèi)外倉庫以與碼 頭等處。

3、它具有、左右平移、前后平移、上下起升的功能，其主要結(jié)構(gòu)由機(jī)械系 統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。為了啟動和調(diào)速，采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻，配合繼電器接觸器控制就可以達(dá)到目的， 這種方法經(jīng)常使用在傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的電力拖動系統(tǒng) 設(shè)計中，該方法導(dǎo)致的缺點(diǎn)有：(a) 起重機(jī)工作時的工作負(fù)重大， 環(huán)境惡劣，電動機(jī)和所串電阻磨損以與斷裂 的故障不時發(fā)生；(b) 操作復(fù)雜的繼電接觸器控制系統(tǒng)，會時不時發(fā)生故障，危險系數(shù)較高；(c) 調(diào)速方法采用轉(zhuǎn)子串電阻，機(jī)械特性較軟，負(fù)載發(fā)生變化的同時轉(zhuǎn)速也 改變，不能產(chǎn)生一個令人滿意的控制效果；(d) 所串電阻工作時經(jīng)常發(fā)熱，不僅浪費(fèi)電而且工作效率也低。近年來，隨著電

4、力電子器件和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展迅猛，電力拖動和自動控制技術(shù)的發(fā)展也在飛速前進(jìn)。 其中，可編程控制器以與交流變頻裝置在這一領(lǐng)域獲 得了推廣、普與以與應(yīng)用，為當(dāng)今編程控制器控制的變頻技術(shù)在橋式起重機(jī)控制 系統(tǒng)中的發(fā)展與運(yùn)用奠定下牢固的基礎(chǔ)。2 系統(tǒng)分析2.1 橋式起重機(jī)簡介橋式起重機(jī)是橫架于車間、 倉庫與料場上空進(jìn)行物料吊運(yùn)的起重設(shè)備。 由于它 的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上， 形狀似橋。 橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如 圖 2-1 所示，橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車 沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行， 構(gòu)成一矩形的工作范圍， 就可以充分利用橋架下 面的空間吊運(yùn)物料，不受地

5、面設(shè)備的阻礙。此外，起重機(jī)對工人勞動強(qiáng)度的減輕、 勞動生產(chǎn)率的提高還有生產(chǎn)過程機(jī)械化的發(fā)展起著關(guān)鍵作用。 因此，橋式起重機(jī)是 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和起重運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、 自動化的重要工具和設(shè)備， 在室 內(nèi)外工礦企業(yè)、 鋼鐵化工、 鐵路交通、 港口碼頭以與物流周轉(zhuǎn)等部門和場所均得到 廣泛的運(yùn)用。7TZT ffT /ffT 7 /97 7圖2-1橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.2本設(shè)計的控制方案本設(shè)計的基本控制方案框圖如 2-2圖所示，通過PLC的輸入端輸入控制信號，使PLC發(fā)出控制信號來控制變頻器，從而讓變頻器幵始運(yùn)行，此時電磁抱閘能夠 得電而松幵。PLC控制變頻器頻率端子輸入正反信號、控制變頻器發(fā)出

6、的改變頻率 的信號，從而使被控電動機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，或者轉(zhuǎn)速方向發(fā)生變化。 起重機(jī)運(yùn)動到期限位置，或者是主電路發(fā)生短路、過流、過載、停電等不安全的情況時，會把 行程幵關(guān)動作信號，變頻器發(fā)生短路、過流的信號等輸入到PLC中，這時，PLC發(fā)出電磁制動器制動、變頻器停止工作等信號，來達(dá)到控制的要求和目的。主 主 主 主 主 主 主主主主主主主主主主主主主主主主主圖2-2起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖本文是以10噸吊鉤橋式起重機(jī)為機(jī)械基礎(chǔ)進(jìn)行的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計。10噸橋式起重機(jī)主要由大車、小車、吊鉤三部分組成。大車的軌道鋪設(shè)在沿車間兩 側(cè)的立柱上，大車可在軌道上沿車間縱向移動；大車上有小軌道，供小車橫向移

7、動；吊鉤安裝在小車上，用來提升重物。橋式起重機(jī)三個主要部分中，吊鉤、大 車、小車都應(yīng)該使用獨(dú)立運(yùn)行的電動機(jī)，大車單獨(dú)使用2臺電動機(jī)進(jìn)行拖動，因此整個系統(tǒng)由3臺PLC分別進(jìn)行控制，操作3臺變頻器傳動，4臺電動機(jī)工作。 系統(tǒng)框圖中各部件的功能和實(shí)現(xiàn)方法將在第三部分詳細(xì)敘述。2.3本設(shè)計的主要工作本文的主要任務(wù)是設(shè)計 PLC與變頻器的橋式起重機(jī)的控制系統(tǒng)。在設(shè)計進(jìn) 行過程中，側(cè)重處理以下幾個難點(diǎn)：(1) 學(xué)習(xí)橋式起重機(jī)，設(shè)計 PLC控制的起重機(jī)電路；(2) 確定控制對象的具體參數(shù)，以利于相關(guān)配置的選擇；(3) 運(yùn)用CXP編程軟件編寫控制系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)基本的運(yùn)行功能, 并對相應(yīng)程序進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)

8、化，使整個控制系統(tǒng)達(dá)到工作可靠、調(diào)速相對簡 單的目標(biāo)。3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1主令控制器主令控制器又稱作主令幵關(guān)。主令控制器一般由觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、齒輪減速機(jī)構(gòu)、凸輪、外殼等幾部分組成。其動作原理與萬能轉(zhuǎn)換幵關(guān)相同，都是橋式起重機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計靠凸輪來控制觸頭系統(tǒng)的關(guān)合。 但與萬能轉(zhuǎn)換幵關(guān)相比， 它的觸點(diǎn)容量大些，操縱 檔位也較多。一般有轉(zhuǎn)換幵關(guān)、按鈕、和位置幵關(guān)等類型主令控制器主要在電氣傳動裝置中應(yīng)用，按一定順序分合觸頭，來實(shí)現(xiàn)發(fā)布命令、控制線路聯(lián)鎖和轉(zhuǎn)換的目的。適合在電路進(jìn)行頻繁的接通和切斷的情況下應(yīng)用， 對繞線式異步電動機(jī)的啟動、 制動、換向和調(diào)速進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制。 起重

9、機(jī)操作者 可按要求通過主令控制器向可編程控制器PLC發(fā)出各種控制信號操作起重機(jī)。大車、小車與吊鉤各設(shè)一臺主令控制器分別操作，在這里，主令控制器的作用是將電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，調(diào)速指令傳送到系統(tǒng)。使用具有11個擋位，每擋只有一個觸點(diǎn)的主令控制器。3.2電動機(jī)的選擇采用變頻器的交流起重機(jī)各電動機(jī)， 可以使用專用的變頻調(diào)速起重機(jī)， 也可以 用起重機(jī)原有的線繞轉(zhuǎn)子電動機(jī)， 將轉(zhuǎn)子繞組短接就可以了。 本文中選用的電動機(jī) 型號如表3-4所示。表3-4橋式起重機(jī)電動機(jī)型號表序號符號名稱型號規(guī)格1M1大車電動機(jī)YZR160M 2-618A ； 7.5kw ； 940r/min2M2大車電動機(jī)YZR160M 2-618

10、A ； 7.5kw,，940r/min3M3小車電動機(jī)Y ZR132M-6Z6.5A ； 2.5kw ； 908r/min4M4吊鉤電動機(jī)Y ZR200L-6Z49A ； 22kw ； 964r/min3.3 PLC 的使用PLC 是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 它采用 可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù) 和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令， 并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出， 控制各種類型 的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 進(jìn)行著系統(tǒng)邏輯控制部分的工作， 主令控制器把操作信號 送至 PLC 進(jìn)行變頻器控制，以與系統(tǒng)的安全防護(hù)，是起重機(jī)控制系統(tǒng)

11、的核心。3.3.1 PLC 的選型歐姆龍PLC是一種功能完善的緊湊型 PLC，能為業(yè)界領(lǐng)先的輸送分散控制等 提供高附加值機(jī)器控制； 它還具有通過各種高級內(nèi)裝板進(jìn)行升級的能力， 大程序容 量和存儲器單元， 以 Windows 環(huán)境下高效的軟件開發(fā)能力。 本文選用三個歐姆龍 CPM2A-40CDR-A 型號的PLC。這個型號的 PLC可以接入 AC 100 220V，具 有輸出為 24 點(diǎn)入 16 點(diǎn)的繼電器。3.3.2 外部接線與 I/O 分配PLC外部接線示意圖如圖 3-1所示。SA1SB1SB2SB3SB4FRSQ1SQ2SQaSQbSQc圖3-1PLC外部接線圖根據(jù)PLC外部接線以與程序設(shè)

12、計得到的PLC控制輸入/輸出分配如表3-2所示表3-2 PLC控制I/O分配表輸入信號輸出信號輸入點(diǎn)編號代號名稱輸出點(diǎn)編號代號名稱00000SB1啟動01000KA1正轉(zhuǎn)00001SB2停止01001KA 2反轉(zhuǎn)00002SB3急停01002KA3擋位00003SB4復(fù)位01003KA4擋位00004SA11前進(jìn)控制501004KA5擋位00005SA10前進(jìn)控制401005KA6復(fù)位00006SA9前進(jìn)控制301006KA7急停00007SA8前進(jìn)控制201007KA8過載00008SA7前進(jìn)控制101008KM電源00009SA1零鎖00010SA2后退控制500011SA3后退控制400

13、012SA4后退控制300013SA5后退控制200014SA6后退控制100100FR熱保護(hù)00101SQ1向前限位00102SQ2后退限位00103SQ3安全幵關(guān)100104SQ4安全幵關(guān)200105SQ5安全幵關(guān)3在圖3-1中起重機(jī)啟動、復(fù)位按鈕，主令控制器的 11個擋位觸點(diǎn)，以與系統(tǒng)安保用的各種限位幵關(guān)都接在PLC的輸入口上，輸出口是許多小型繼電器。它們是用來控制變頻器的輸出相序和頻率的，K1控制變頻器的正向相序端，K2控制變頻器的反向相序端，當(dāng) K1，K2有一個被接通時，變頻器輸出一定的相序的電源；K1，K2都接通時又或是都斷幵時，變頻器不再輸出電源。K3,K4,K5分別與變頻器的多

14、段頻率選擇端 X1，X2，X3相連接，這三個端子的組合，能夠產(chǎn)生七種速度。本文只采用了其中的五擋速度。3.4變頻器變頻器把從商用電源中輸入的交流電，變換成直流電，它能夠輸出任意頻率， 從而實(shí)現(xiàn)控制三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。不論變頻器供電的電壓是單相的還是三相的，經(jīng)過變頻器內(nèi)部的轉(zhuǎn)換、濾波以與逆變之后，輸出的都為三相交流電。因此, 歐姆龍變頻器只能控制三相電動機(jī)， 不可以控制單相電動機(jī)。 從變頻器的構(gòu)成方面 看，其基本的動作原理能夠用“交一直一交”來概括。變頻器的功能是提供比率可調(diào)節(jié)的交流電源給電動機(jī)，是實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速的關(guān)鍵設(shè)備。具有普通反抗性負(fù)載的大小車，應(yīng)當(dāng)配用普通型或者是高功能型號的變頻器

15、?？紤]到轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)順滑的調(diào)節(jié)對起重機(jī)而言不是特別重要，就可采用變頻器機(jī)外幵關(guān)多段速度選擇方式實(shí)現(xiàn)速度控制，這和選擇主令控制器作為操作器件是相配的。起重機(jī)的變頻器，尤其是吊鉤的變頻器，需要配用制動電阻。在起重機(jī)下放 重物時，由于重力作用電動機(jī)將處于再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能要反饋至起重機(jī)變頻器的直流電路里，使直流電壓不斷上升，甚至達(dá)到危險的地步。因此， 必須使用制動電阻來消耗這些再生到直流電路里的能量，使電壓能夠保持在允許范圍之內(nèi)。變頻器的選用橋式起重機(jī)的負(fù)載類型屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類型，有兩種變頻器類型可以選擇：一是采用普通功能型變頻器。 二是采用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型變頻器。本設(shè)計采用普通型

16、變頻器。變頻器的容量要與電動機(jī)功率優(yōu)化匹配，但不能僅由電動機(jī)的功率確定變頻器的容量，變頻器的額定輸出電流也是選擇變頻器的容量時必須考慮橋式起重機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的。不論連續(xù)恒載單臺變頻器單臺電動機(jī)運(yùn)行，還是一臺變頻器并聯(lián)多臺電機(jī)運(yùn)行,所需的變頻器容量都需要同時滿足下列的三個計算式（341-1）Pcnk 、3U M Im 10 3（341-2）Icn kl M在三個式子中：lO為負(fù)載所要求的電動機(jī)的軸輸出功率；T為電動機(jī)的效率（通常約 0.85）；為電動機(jī)的功率的因數(shù)（通常約 0.75）；r為電動機(jī)的電壓（V）；f為電動機(jī)工頻電源時的電流（A）；曲°電流波形擁正系數(shù)（PWM方式時取

17、1.051.10）；C為變頻器的額定容量（kw）；iK5V為變頻器的額定電流（A）。經(jīng)計算，吊鉤變頻器的額定容量、額定電流分別為36.92kw、52.53A ;大車變頻器的額定容量、額定電流分別為25.35kw、38.52A ;小車變頻器的額定容量、 額定電流分別為4.57kw、6.95A。所以，三臺都采用歐姆龍3G3RV-ZV1型號變頻器。3G3RV-ZV1變頻器可接入三相電源 200A,功率范圍從0.4kw到110kw,輸 入電壓為三相 AC380-460V/50HZ/60HZ，能夠滿足所需變頻器要求。3G3RV-ZV1變頻器采用歐姆龍最新矢量控制算法，結(jié)合高集成的制造技術(shù)， 融入現(xiàn)代人性

18、化的設(shè)計風(fēng)格與安全規(guī)。由于涵蓋了風(fēng)機(jī)泵類專用功能、閉環(huán)矢量控制功 能、寬廣的功率范圍、高次諧波對策、歐姆龍專用監(jiān)控軟件以與網(wǎng)絡(luò)總線功能， 3G3RV-ZV1可以為客戶的各種應(yīng)用提供完美的解決方案。342變頻器外部接線使用變頻器后，接觸器交換電源的相序?qū)⒉槐匾褂?，單單操作其相序的控制端口，電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)就可以實(shí)現(xiàn)， 控制會變得簡單許多。變頻器外部接線圖如圖3-2所示。制動電阻圖3-2變頻器接線示意圖外 接pL變頻器制動電阻的選擇制動電阻的作用是當(dāng)電容電壓超過設(shè)定值后，經(jīng)過制動電阻消耗回饋電能。再生電流三相全波整流后的平均值約等于其峰值，而所需附加制動轉(zhuǎn)矩中可扣除電動機(jī)本身的制動轉(zhuǎn)矩。有關(guān)資料表

19、明：當(dāng)放電電流等于電動機(jī)額定電流的一半時，就可以得到與電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩相等的制動轉(zhuǎn)矩，因此制動電阻的粗略算法為：式中：Ie為電動機(jī)的額定電流；Ud為直流回路電壓。直流回路電壓可計算為U D 380 V 、21 .1591600吊鉤電動機(jī)的額定電流為 49A，變頻器制動電阻的取值范圍為6 Q 12 Q;大車電動機(jī)的額定電流為 18A，變頻器制動電阻的取值范圍為 17 Q 34 Q;小車電動機(jī)的額定電流為 6.5A，變頻器制動電阻的取值范圍為 46 Q 91 Q3.5 繼電器的選用熱繼電器是一種保護(hù)電器， 專門用來對過載機(jī)電源斷相進(jìn)行保護(hù)， 以防止電動 機(jī)因上述故障導(dǎo)致過熱而損壞。熱繼電器具有結(jié)構(gòu)

20、簡單、體積小、成本低等特點(diǎn)， 選擇適當(dāng)?shù)臒嵩傻昧己玫姆磿r限特性。 所謂反時限特性就是指熱繼電器動作時 間隨電流的增大而減小的性能。 熱繼電器的機(jī)構(gòu)主要有三部分組成： 動作機(jī)構(gòu); 加 熱元件; 復(fù)位機(jī)構(gòu)。 熱繼電器的動作機(jī)構(gòu)一般都設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置， 這主要是保證 其特性在一定溫度范圍內(nèi)基本不變。 在熱繼電器使用過程中， 熱繼電器的整定值一 般參考電動機(jī)的額定電流選取，大約是是后者額定電流的( 0.95-1.05 )倍。本設(shè)計選用的三個熱繼電器都是由上海富繼電氣有限公司生產(chǎn)的JR30 系列的。其中FR1的技術(shù)參數(shù)是整定電流是 18.9A，選擇JR30-20型號；FR2的技術(shù) 參數(shù)為整定電流是

21、6.9A 選擇 JR30-20 型號; FR3 的整定電流是 51.6A ，選擇 JR30-163 型號。熱繼電器 FR1-FR3 主要是為電動機(jī) M1-M4 提供過載保護(hù)和電 源斷相保護(hù)。3.6 熔斷器的選用熔斷器是常用的短路保護(hù)元件，電動機(jī)和線路的短路故障引起很大短路電流， 它將使輸電線路過熱， 短路電流流過電動機(jī)繞組時還會使繞組燒壞。 因此， 采用熔 斷器可在電動機(jī)發(fā)生故障時將主電路切斷， 使電動機(jī)脫離電源。 熔斷器是由熔斷器 管和熔體兩部分組成的， 熔體是金屬絲或金屬片。 將熔體串聯(lián)在被保護(hù)電路中， 當(dāng) 流過它的電流超過規(guī)定值時， 熔體就自動熔斷， 直接切斷電路起到保護(hù)作用。 起重 機(jī)

22、的控制與主回路中，都裝有熔斷器。橋式起重機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 應(yīng)正確選用熔體和熔斷器。 有分支電路時， 分支電路的熔體額定電流應(yīng)比前一 級小 2-3 級；對不同性質(zhì)的負(fù)載，如電動機(jī)的主電路和控制電路等，應(yīng)盡量分別 保護(hù)，裝設(shè)單獨(dú)的熔斷器。在本文中： FU0 選擇的型號是 RL1 系列有填料封閉管 式熔斷器 ,適用于交流 50Hz ，額定電壓至 380V ，額定電流至 200A 的線路中，作 電氣設(shè)備短路或過載保護(hù)之用。 FU1 選擇的是 RT14-20 ，額定電流是 20A ；FU2 選擇的是RT14-20，額定電流是7A ; FU3選擇的是RT14-20，額定電流是52A。 RT14-

23、20 為填料封閉管式圓筒帽形熔斷器適用于交流 50Hz ，額定電壓為 550V ， 額定電流為 100A 與以下的工業(yè)電氣裝置的配電設(shè)備中， 作為線路過載和短路保護(hù) 之用。3.7 主電路原理圖橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的主電路如圖 3-3 所示，它主要由三臺變頻器、 四臺電動機(jī)、 三個電磁制動器組成。 大車變頻器連接有兩個電動機(jī)， 小車和吊鉤各連接一臺變頻器。 YA、YB、YC為電磁抱閘。每個變頻器都接有8個信號輸入觸點(diǎn)，分別控制電動機(jī)的 正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、變頻器停止輸出信號、控制 5 檔速度的頻率的電壓信號。圖3-3交流橋式起重機(jī)主電路原理圖主 主 主 主4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計目前，可編程

24、控制器的應(yīng)用已成為工業(yè)自動化強(qiáng)有力的工具，得到了廣泛的普 與推廣應(yīng)用。 可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計算機(jī)， 具有許多明顯的優(yōu) 勢 :可靠性高， PLC 不需要大量的活動元件和連線電子元件，它的連線大大減少， 與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短而易操作，程序的輸入可直接顯示，更改 程序的操作也可以直接根據(jù)所需要的地址編號或接點(diǎn)號進(jìn)行搜索或程序?qū)ふ遥?然后 進(jìn)行修改 ;軟件系統(tǒng)主程序框圖如圖 4-1 所示。圖4-1系統(tǒng)主程序框圖4.2CXP編程軟件簡介CX-Programmer （簡稱CXP）軟件，作為OMRON 公司新的編程軟件，采用的是完全 Windows風(fēng)格的界面。操作界面中包括

25、窗口、 菜單、狀態(tài)條還有工具 條等選項(xiàng)。可以用鼠標(biāo)操作，也可以用鍵盤操作。而且能夠打幵多個窗口，方便對 多個例程（INSTANCE，或工程）、多個PLC以與多個程序進(jìn)行處理。CXP編程軟件，適用于 C、CV、CPM2等系列的歐姆龍PLC，它能夠讓用戶橋式起重機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行程序的建立、編輯、檢查、調(diào)試以與監(jiān)控等操作。同時，CXP編程軟件還具有完備的維護(hù)功能，這都讓程序的幵發(fā)還有系統(tǒng)的維護(hù)變的較為簡單和快捷。4.3橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計圖4-2橋式起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序流程圖。整個橋式起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖如圖 4-2所示。操作橋式起重機(jī)時按下啟動按鈕后，首先要確定系

26、統(tǒng)操作是否安全如安全門幵關(guān)是否合上，起重量是否超過額定起重量等，之后系統(tǒng)才能進(jìn)行運(yùn)行。 先運(yùn)行吊鉤，執(zhí)行吊鉤運(yùn)行程序，在吊鉤完成指令達(dá)到指定位置后再運(yùn)行小車.執(zhí)行小車運(yùn)行程序，使小車安全橋式起重機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 地完成指令達(dá)到指定位置。 最后運(yùn)行大車， 執(zhí)行大車運(yùn)行程序， 大車安全地完成指 令達(dá)到指定位置后系統(tǒng)結(jié)束運(yùn)行 .4.3 PLC 程序編寫PLC 控制大車的梯形圖如圖 4-3 所示。利用 PLC 控制的變頻調(diào)速技術(shù)，橋式 起重機(jī)的控制系統(tǒng)的各擋速度、 加速時間都可以根據(jù)現(xiàn)場情況通過變頻器來進(jìn)行設(shè) 置，這種方法使調(diào)整操作變的方便，容易。而且，在負(fù)載發(fā)生變化時，各個擋位的 速度能夠

27、保持基本不變，確保了調(diào)速性能，是起重機(jī)的拖動系統(tǒng)更加安全，可靠。 由于控制原理相同，小車，吊鉤的梯形圖沒有寫在正文中，詳情見附錄。在梯形圖中， 開始的四個支路完成安全保護(hù)系統(tǒng)的任務(wù)。 其中復(fù)位為故障排除 后，重新工作時的復(fù)位按鈕，緊急停車為應(yīng)急開關(guān)，過載為過電流繼電器動作。起 重機(jī)的安全保護(hù)通過控制電源來完成： 1.只有所有的操作開關(guān)均處于零位時， 控制 系統(tǒng)的總電源才可以接通； 2.控制系統(tǒng)的總電源在全部的應(yīng)急保護(hù)動作、 安全位置 保護(hù)時多能被切斷。針對變頻器控制有兩個方面： 1 .通過 01000 與 01001 連接的繼電器 K1 、K2 控制變頻器相序控制端口得到實(shí)現(xiàn)， 主令控制器的各

28、個觸點(diǎn)決定了電動機(jī)的轉(zhuǎn)向； 2 .通過主令控制器的觸點(diǎn)控制 PLC 的 01002 、01003 、 01004 輸出的組合進(jìn)而 實(shí)現(xiàn)控制變頻器的輸出頻率的目的，這里只用了其中的 5 擋速度。主主主主主主主主主主主主主主主主主主主主主X1主主主主主主主主主X2主主主主主主主主主X3圖4-3 PLC控制大車運(yùn)行梯形圖PLC 指令如下：0LD0.021OUT10.062LD0.033OUT10.054LD0.135OUT10.076LDNOT0.027ANDNOT1.028ANDNOT1.039ANDNOT1.0410ANDNOT1.0511LD0.0712AND0.0013OR0.0014AND

29、LD15ANDNOT0.0116OUT10.0817LDNOT10.0718AND10.0819LD0.0420OR0.0521OR0.0622OR0.0723OR0.0824ANDLD25ANDNOT1.0226ANDNOT10.0127OUT10.0028LD0.1429OR0.1330OR0.1231OR0.1132OR0.1033ANDNOT1.0334ANDNOT10.0035OUT10.0136LD0.0337OR0.1038OUT10.0239LD0.0540OR0.1141OUT10.0342LD0.0743OR0.1344 OUT橋式起重機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計10.04結(jié)

30、論本次畢業(yè)設(shè)計，對橋式起重機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計，本文裝置 實(shí)現(xiàn)了設(shè)計要求中基本的要求， 實(shí)現(xiàn)了橋式起重機(jī)中大車、 小車還有吊鉤的變頻調(diào) 速拖動。在本文中根據(jù)系統(tǒng)總體的設(shè)計方案，分模塊詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各部分硬件構(gòu)成。 主要包括核心控制器電路設(shè)計、 PLC 的選用以與外部接線圖的設(shè)計、 變頻器的選用 以與其接線圖的設(shè)計， 同時也介紹了本文所用到的主令控制器。 其中， 第三部分重 點(diǎn)介紹了 PLC 和變頻器的選用，這是本系統(tǒng)硬件電路設(shè)計的核心，設(shè)計的優(yōu)劣直接關(guān)系到系統(tǒng)的工作情況。系統(tǒng)軟件設(shè)計的過程中，確定好程序的設(shè)計思路之后再進(jìn)行相應(yīng)程序的編寫， 可以有效地避免程序出錯。 同時在本章

31、中附錄了部分主要程序與指令表， 并且在程 序中進(jìn)行了注釋，使程序的設(shè)計構(gòu)想能夠被更好地理解。致謝隨著橋式起重機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計接近尾聲，四年的大學(xué)生活就要 畫上句號，回首往昔，有太多的懷念與感動。在即將離開這個曾經(jīng)帶給我 歡樂和收獲的母校之際，我有很多話要對你們說。首先，感謝母校給了我再次鍛煉和成長的機(jī)會。讓我有機(jī)會接受了眾 多學(xué)識淵博的老師的教導(dǎo)，豐富了學(xué)識，開闊了眼界。結(jié)識了更多充滿青 春活力、有理想、有激情的工大學(xué)子，讓我的大學(xué)生活因此而豐富多彩。參考文獻(xiàn)1 王建，杜艷麗，孫懷榮.歐姆龍PLC入門與典型應(yīng)用M.北京：中國電力出版社，2008.2 鄭寶林.圖解歐姆龍PLC入門M.北

32、京：機(jī)械工業(yè)出版社，20083 高安邦，等.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計禁忌M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20084 徐建俊.電機(jī)與電氣控制項(xiàng)目教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20085 尹昭輝，姜福詳，高安邦.數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化改造設(shè)計J.電腦學(xué)習(xí)，2006 （4），8.6 高安邦，杜新芳，高云.全自動鋼管表面除銹機(jī)PLC控制系統(tǒng)J.電 腦學(xué)習(xí)，1998 （ 5）.7 邵俊鵬，高安邦，司俊山.鋼呸高壓水除鱗設(shè)備自動檢測與PLC控制系統(tǒng)J.電腦學(xué)習(xí)，1998 （ 3）.8 高安邦.全自動集成式燃油鍋爐燃燒器的研制J.電腦學(xué)習(xí)，1998（2）.9 馬春山，智淑亞，高安邦.現(xiàn)代化高速話纜絕緣線芯生產(chǎn)線的電控（

33、PLC）系統(tǒng)設(shè)計J.基礎(chǔ)自動化，1996 （ 4）.10 高安邦，崔永煥.同位素分裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)J.電腦學(xué)習(xí)，1995（4）.11 盧巧.歐姆龍PLC編程指令與梯形圖快速入門M.北京：電子工 業(yè)出版社，2011.12 周建清.機(jī)床電氣控制項(xiàng)目式教學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 200813 劉海智.PLC在塔式起重機(jī)中的應(yīng)用 J.價值工程，2012（ 33）.14 王殿君PLC在起重機(jī)械中的應(yīng)用與問題分析J.中國高新技術(shù)企業(yè) 201015 王冬青.歐姆龍CP1系列PLC原理與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版 社，2011.16 LU Zhi-jiang. PLC Application in the AutomaticStraight-line Welder J. Occupation,2010,02（01）:159.（in Chinese）.17 William Singhose, Dooroo Kim. Input Shaping Control ofDouble-Pe ndulum Bridge Crane Oscillati on sJ.18 AShraf Salah El Din Z