基于PLC的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 隨著科技進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)開(kāi)展，電能的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電氣對(duì)電能的生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測(cè)與保護(hù)的作用。而PLC的引入使得電器控制變得簡(jiǎn)單方便，只能可靠。 電動(dòng)葫蘆起重機(jī)又稱(chēng)電動(dòng)提升機(jī)，是一種輕小型起重設(shè)各，廣泛應(yīng)用于重物的提升、下降、平移搬運(yùn)，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件的必各機(jī)械，如在工廠、礦山、車(chē)站、港口、建筑卜地、水電站、倉(cāng)庫(kù)等生產(chǎn)部門(mén)中得到應(yīng)用。它具有自重輕、構(gòu)造緊湊、體積小、維修方便、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。主要結(jié)構(gòu)是減速器、起升電機(jī)、運(yùn)行電機(jī)、斷火器、電纜滑線、卷筒裝置、吊鉤裝置、聯(lián)軸器、軟纜電流引入器等集動(dòng)力與制動(dòng)于一體。它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由提升機(jī)構(gòu)和水平移動(dòng)裝置組成，機(jī)構(gòu)由錐型電動(dòng)機(jī)、減速器、鋼絲卷筒等組成。提升電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱拖動(dòng)鋼絲卷筒，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)卷筒，可以使吊在鋼絲繩上的吊鉤上升或下降，實(shí)現(xiàn)提升和下放對(duì)象，水平移動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)，減速箱，導(dǎo)輪，“工”字梁等組成。平移電動(dòng)葫蘆可以在上字梁上來(lái)回移動(dòng)，用機(jī)械撞塊限制前后兩個(gè)方向的移動(dòng)行程。本文主要是關(guān)于電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)電動(dòng)葫蘆的控制設(shè)計(jì)以及PLC控制系統(tǒng)的工作原理的分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編程、及上機(jī)調(diào)試工作的實(shí)踐，了解機(jī)器控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)思路，熟悉和掌握外圍電路系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)的方法，并掌握利用PC對(duì)PLC工作狀況進(jìn)行監(jiān)控的方法。關(guān)鍵字：電動(dòng)葫蘆，PLC，變頻器，無(wú)極調(diào)速ABSTRACTAlongwiththescienceandtechnologyprogressandeconomicdevelopment.Electricpowerapplicationismoreandmorewidely.Electricalproduction,transportation,distributionandapplicationofelectricityplaysacontrolrole,adjust,testandprotection.AndtheintroductionofthePLCmakeelectriccontrolbecomeseasyandconvenient,intelligentandreliable.Alsocalledelectrichoist,electrichoistisasmall-sizedliftingequipment,widelyusedinweightlifting,lowering,translationalcarrying,canreducelaborintensity,improveproductionefficiency,improvetheworkingconditionsnecessarymachinery,.Suchasinfactories,mines,railwaystations,ports,construction,hydropowerstation,warehouse,etcappliedintheproductiondepartment.Ithaslightweight,compactstructure,smallvolume,convenientmaintenance,durability,etc.Mainstructureisthereducer,liftingmotor,motoroperationandfirearms,cablewire,rolldevice,hookdevice,couplings,flexiblecablecurrentintroductionofdevice,etc.Integratingforceandbrakingforce.Itsexecutivebodyismainlycomposedofhoistingmechanismandhorizontalmovingdevice,institutionsfromconetypemotor,speedreducer,thewirereel,etc.Hoistmotorthroughagearboxdragthewirereel,motorareturningorreverse,dragthereel,canmakethehangingontheropehookupordown,andrealizetheobjectofraisingandlowering,levelofmobiledeviceconsistsofmotor,reducer,theroller,theword"work"beam,etc.Translationcanmovebackandforthonthehbeamoftheelectrichoist,withmechanicalcollisionblocklimitsmoveintwodirectionsbeforeandafterthetrip.Thisarticleismainlyaboutthedesignoftheelectrichoistcontrol.ThroughcontroloftheelectrichoistdesignandworkprincipleofPLCcontrolsystemanalysis,systemdesign,programming,anddebuggingworkpractice,Knowmachinecontrolsystem'sgeneraldesignidea,familiarwithandmastertheperipheralcircuitandsoftwaredesignmethod,andmasterthemethodofusingPCtomonitorPLCworkingconditions.Keywords:Electrichoist,PLC目錄1緒論 1.1電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的意義 1.2電動(dòng)葫蘆課題背景1.3電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的開(kāi)展趨勢(shì)2PLC的應(yīng)用 2.1PLC的構(gòu)成 2.2CPU的構(gòu)成 2.3I/O模塊 2.4電源模塊2.5PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備 2.6PLC的通信聯(lián)網(wǎng) 2.7PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體控制方案3.1.1繼電器-接觸器的控制3.1.2PLC的控制3.1.3PLC控制與繼電器-接觸器控制相結(jié)合3.2控制模塊〔PLC〕的選型及其相關(guān)介紹3.2.1PLC的選型3.2.2PLC的相關(guān)介紹3.3電動(dòng)機(jī)的選型3.3.1電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型3.3.2電動(dòng)機(jī)容量確實(shí)定 3.4電纜的選型4系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 4.1主電路設(shè)計(jì) 4.2控制電路設(shè)計(jì)5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5.1程序流程圖設(shè)計(jì) 5.2程序設(shè)計(jì)6結(jié)論7致謝參考文獻(xiàn)1緒論 1.1電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的意義電動(dòng)葫蘆起重機(jī)是集電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)和鋼絲繩卷筒(或環(huán)漣)為一體的小型起重設(shè)備，大多數(shù)還帶有行走小車(chē)，配合單梁橋式或門(mén)式起重機(jī)，組成一個(gè)完整的起重機(jī)械。電動(dòng)葫蘆的主體，是鋼絲繩卷筒居中，一端是電動(dòng)機(jī)，通過(guò)中間的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，將動(dòng)力傳遞到另一端的減速機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)卷筒(或環(huán)鏈)鋼絲繩起重?，F(xiàn)在電動(dòng)葫蘆的電動(dòng)機(jī)多采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)能夠在斷電時(shí)自行制動(dòng)。傳統(tǒng)的電動(dòng)葫蘆控制系統(tǒng)都采用繼電器一接觸器等元件組成的硬件邏輯控制電路，不但接線復(fù)雜，而且經(jīng)常出現(xiàn)故障，可靠性較差，所以要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。電動(dòng)葫蘆近幾年的開(kāi)展十分緩慢。從上個(gè)世紀(jì)60到70年代初，我國(guó)從前蘇聯(lián)引入了TV型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，在70年代初我國(guó)自行設(shè)計(jì)了CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，迄今為止CD1型在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造、使用已有30多年。在這之間，有一些廠家引入國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)，但均未獲得廣泛的推廣應(yīng)用。其中電動(dòng)葫蘆控制系統(tǒng)技術(shù)水平在國(guó)內(nèi)開(kāi)展緩慢，其原因是多方面的:(1)國(guó)內(nèi)電動(dòng)葫蘆企業(yè)生產(chǎn)、制造水平及配套的機(jī)械、電氣及標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)根底較低;(2)近20年來(lái)，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)體制由方案經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，許多國(guó)營(yíng)企業(yè)在轉(zhuǎn)制初期不可能將大量的資金投入到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上;C3)CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆H前仍有一定的市場(chǎng)占有率。近年來(lái)，國(guó)外的電動(dòng)葫蘆制造技術(shù)水平快速開(kāi)展。隨著我國(guó)參加WTO，外資企業(yè)紛紛搶占中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)外產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)的沖擊將越來(lái)越嚴(yán)重。價(jià)格和檔次低的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，已不再有足夠大的市場(chǎng)，用戶(hù)越來(lái)越重視產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比。因此，國(guó)內(nèi)電動(dòng)葫蘆如不及時(shí)地調(diào)整國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)的要求進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代，將很快被淘汰。1.2電動(dòng)葫蘆課題背景在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們?cè)絹?lái)越依賴(lài)流水作業(yè)。對(duì)于輕工業(yè)，流水線開(kāi)展非常迅速，一般的可以用傳送帶來(lái)完成。但對(duì)于重工業(yè)生產(chǎn)，大批量物資需要生產(chǎn)、搬運(yùn)，利用傳送帶傳送工件不太實(shí)用。為了提高勞動(dòng)效率、改善勞動(dòng)條件，輕型起重設(shè)備電動(dòng)葫蘆起重機(jī)用途廣泛，深受歡送。已是將電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器和運(yùn)行小車(chē)等緊湊地合為一體的起重機(jī)械，其有輕巧、靈活、本錢(qián)較低、并且平安可靠，加上零部件通用程度大，互換性強(qiáng)，起重能力高，維護(hù)方便等特點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用于工廠、礦山、港口、倉(cāng)庫(kù)、貨場(chǎng)、商店等場(chǎng)所的搬移、起吊和裝卸。 電動(dòng)葫蘆起重機(jī)是集電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)和鋼絲繩卷筒(或環(huán)鏈)為一體的小型起重設(shè)備，大多數(shù)還帶有行走小車(chē)，配合單梁橋式或門(mén)式起重機(jī)，組成一個(gè)完整的起重機(jī)械。電動(dòng)葫蘆的主體，是鋼絲繩卷筒居中，一端是電動(dòng)機(jī)，通過(guò)中間的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，將動(dòng)力傳遞到另一端的減速機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)卷筒(或環(huán)鏈)鋼絲繩起重?，F(xiàn)在電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)多采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)能夠在斷電時(shí)自行制動(dòng)。傳統(tǒng)的電動(dòng)葫蘆控制系統(tǒng)都采用繼電器一接觸器等元件組成的硬件邏輯控制電路。上世紀(jì)80年代在國(guó)外，特別是德國(guó)、芬蘭、日本、英國(guó)、法國(guó)及保加利亞等國(guó)家的廠家，不僅相繼研制生產(chǎn)出性能先進(jìn)的電動(dòng)單梁、懸掛和電動(dòng)葫蘆橋式起重機(jī)，還派生出先進(jìn)適用的葫蘆門(mén)式起重機(jī)、葫蘆式抓斗起重機(jī)、葫蘆吊鉤抓斗兩用起重機(jī)、葫蘆吊鉤抓斗電磁三用起重機(jī)、葫蘆式旋臂起重機(jī)、葫蘆式壁行起重機(jī)、葫蘆橋式堆垛起重機(jī)及立體倉(cāng)庫(kù)用葫蘆式巷逍堆垛起重機(jī)。葫蘆式起重機(jī)品種、類(lèi)型、規(guī)格的不斷擴(kuò)展及在起熏運(yùn)輸設(shè)備中所占比重的增加，將使各種類(lèi)型的葫蘆式起重機(jī)形成一種獨(dú)立而重的起重運(yùn)輸設(shè)各體系。世界工程起重機(jī)行業(yè)在最近的二十年發(fā)生了巨大的變化。RT(越野輪胎起重機(jī))和AT(全地而起重機(jī))產(chǎn)品的快速開(kāi)展，在經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的趨勢(shì)和市場(chǎng)檄烈的競(jìng)爭(zhēng)下，導(dǎo)致一世界市場(chǎng)的進(jìn)一步整合。目前，世界工程起重機(jī)年度銷(xiāo)售已達(dá)約75億美元。主要生產(chǎn)國(guó)為美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利等，世界頂級(jí)公司有10多家，世界市場(chǎng)主要集中在北美、日本/亞洲和歐洲。美國(guó)既是生產(chǎn)工程起重機(jī)的主要國(guó)家，又是最大的世界市場(chǎng)之一。由于起重機(jī)行業(yè)在日本、德國(guó)的崛起以及RT和AT產(chǎn)品的迅速開(kāi)展，美國(guó)制造商已經(jīng)在60年代到70年代的世界市場(chǎng)占據(jù)了主導(dǎo)地位受到削弱，形成鼎足之勢(shì)的美國(guó)、日本和德國(guó)。近年來(lái)，美國(guó)經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)，市場(chǎng)活潑，外國(guó)公司參與竟?fàn)?。美?guó)制造商強(qiáng)度也增加，特雷克斯起重機(jī)公司的崛起就是一個(gè)例子。特雷克斯起重機(jī)公司前身是美國(guó)科林起重機(jī)廠，自1995年以來(lái)，通過(guò)一系列的合井和收購(gòu)(并購(gòu))活動(dòng)，己經(jīng)開(kāi)展成為一個(gè)世界頂尖的公司，年銷(xiāo)售額從1992年的1992美元到1998年的7.71億美元，預(yù)計(jì)將在1999年超過(guò)10億美元。日本從70年代成為一個(gè)建筑起重機(jī)生產(chǎn)國(guó)家，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量迅速增加，已出口到歐洲和美國(guó)市場(chǎng)，年度生產(chǎn)居世界第一。自1992年以來(lái)，由于日元升值，國(guó)內(nèi)根底設(shè)施投資下降和亞洲金融危機(jī)，每年的產(chǎn)量在下降，年總產(chǎn)值從1991年約5100億日元下降到1997年的3100億日元左右1998年又比1997年下降1/3以上。1998年日本工程起重機(jī)總產(chǎn)量為25560臺(tái)，其中，RT產(chǎn)品2087臺(tái)，汽車(chē)起重機(jī)820臺(tái)，履帶起重機(jī)692臺(tái)，隨車(chē)起重機(jī)15032臺(tái)，其他兩類(lèi)機(jī)種共7029臺(tái)。RT產(chǎn)品年總產(chǎn)值達(dá)550億日元，為各機(jī)種之首，其次為履帶起重機(jī)，約400億日元。日本5t以上的輪式起重機(jī)市場(chǎng)總銷(xiāo)售量達(dá)6700臺(tái)，目前日本市場(chǎng)年需求量為3000臺(tái)。歐洲市場(chǎng)是潛力很大的市場(chǎng)。歐洲各工業(yè)國(guó)既是工程起重機(jī)的出口國(guó)，也是重要的進(jìn)口國(guó)，德國(guó)是歐洲最大的市場(chǎng)，其次是英國(guó)、法國(guó)、意大利和其他國(guó)家。在德國(guó)產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，利勃海爾占53%，格魯夫(16%),德馬泰克14%,多田野和特雷克斯分別占了10%和5%。國(guó)際聯(lián)合工程起重機(jī)行業(yè)欲激蕩，在聯(lián)合風(fēng)和起重機(jī)制造行業(yè)相似，在汽車(chē)工業(yè)、通用汽車(chē)、福特、雷諾、寶馬、奔馳、群眾和其他大公司的道路上聯(lián)合，世界市場(chǎng)在這兩個(gè)行業(yè)正在成為集成。想在成熟的世界市場(chǎng)取得增長(zhǎng)和市場(chǎng)份額，快捷方式是收購(gòu)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其長(zhǎng)期目標(biāo)是爭(zhēng)奪世界市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。在起重機(jī)行業(yè)，進(jìn)入世界市場(chǎng)意味著進(jìn)入北美和日本/亞洲和歐洲市場(chǎng)。世界頂尖企業(yè)在世界市場(chǎng)擁有強(qiáng)大的影響力，但迄今還沒(méi)有一個(gè)公司在三個(gè)市場(chǎng)處于主導(dǎo)地位。有四家公司已經(jīng)建立了一個(gè)基地兩大市場(chǎng):格魯夫和特雷克斯在北美和歐洲，許多領(lǐng)域在亞洲和歐洲，住友建機(jī)在亞洲和北美。國(guó)內(nèi)電動(dòng)葫蘆起重機(jī)以模仿形式生產(chǎn)和開(kāi)展開(kāi)始于1950年代。1949年7月,上海通用機(jī)械廠試制成功第一個(gè)復(fù)制德國(guó)德馬格公司K型1.5t和3t一般使用鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，并開(kāi)始小批量生產(chǎn),但工廠切換到汽輪機(jī)是在1954年。1953年天津起重設(shè)備廠(原天津第七機(jī)械廠)復(fù)制前蘇聯(lián)在40年代的結(jié)核病式起重機(jī)試制1t和2t一般使用鋼絲繩電動(dòng)葫蘆,定型為T(mén)V型電動(dòng)葫蘆。1954年,創(chuàng)造了一種3t和5t起重機(jī),在1957年完成了0.25噸到5t修改設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一系列產(chǎn)品,而現(xiàn)在TV已經(jīng)作為中國(guó)第一代的葫蘆。以葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)單梁，國(guó)內(nèi)以天津起重設(shè)備廠為最早仿造原蘇聯(lián)40年代HK型桁架式單梁起重機(jī)，1954年開(kāi)始試制，1956年批量生產(chǎn)，1957年由天津起重設(shè)備廠與北京起重機(jī)器廠聯(lián)合對(duì)生產(chǎn)圖紙進(jìn)行了第一次修改，定型為A571型〔1957年第一次整頓〕，為我國(guó)第一代電動(dòng)單梁起重機(jī)，一直生產(chǎn)到1987年才被淘汰而停產(chǎn)〔1987年1月起不準(zhǔn)再生產(chǎn)〕。以葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)，國(guó)內(nèi)仍以天津起重設(shè)備廠為最早仿造原蘇聯(lián)40年代∏K型桁架式單梁起重機(jī)，并進(jìn)行了系列生產(chǎn)，為我國(guó)第一代電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)，起重鏈條，也一直生產(chǎn)到1987年才被淘汰而停產(chǎn)〔1987年1月起不準(zhǔn)再生產(chǎn)〕。于1963年在天津的防爆電動(dòng)葫蘆起重設(shè)備廠開(kāi)始生產(chǎn)設(shè)計(jì),并先后出現(xiàn)了防爆電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)系列產(chǎn)品。它于1964年由天津起重機(jī)起重設(shè)備廠設(shè)備廠、上海、重慶、定西起重機(jī)廠工廠,西安市起重機(jī)廠起重運(yùn)輸機(jī)械,起重機(jī)廠在沈陽(yáng)和北京研究所聯(lián)合設(shè)計(jì)、制備和開(kāi)始生產(chǎn)CD,MD系列提升機(jī),CD,MD型絞車(chē)為中國(guó)第二代葫蘆,手扳葫蘆,是目前的主流產(chǎn)品。A571型電動(dòng)單聊起重機(jī)和∏K型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)與CD、MD型葫蘆配套使用，由于結(jié)構(gòu)和性能等原因存在不少問(wèn)題。1974年由天津起重設(shè)備廠對(duì)A571型電動(dòng)單梁起重機(jī)和K電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)進(jìn)行了更新，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)了配用CD、MD型葫蘆的DL型電動(dòng)單梁起重機(jī)和DX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)。1976年在DL型和DX型產(chǎn)品根底上經(jīng)天津起重設(shè)備廠、開(kāi)源起重機(jī)廠、重慶起重機(jī)廠、長(zhǎng)沙起重機(jī)廠、洛陽(yáng)起重機(jī)廠和北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所聯(lián)合設(shè)計(jì)試制與生產(chǎn)，1977年定型為L(zhǎng)D型電動(dòng)單梁起重機(jī)和LX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)，成為我國(guó)第二代電動(dòng)單梁起重機(jī)和懸掛起重機(jī)產(chǎn)品，一直生產(chǎn)至今仍為國(guó)內(nèi)主導(dǎo)產(chǎn)品。上世紀(jì)70年代我國(guó)又相繼開(kāi)發(fā)了LB型防爆電動(dòng)單梁起重機(jī)、LXB型防爆電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)以及LH型電動(dòng)葫蘆雙梁起重機(jī)系列產(chǎn)品等。國(guó)產(chǎn)CD1/MD1電動(dòng)葫蘆串聯(lián)結(jié)構(gòu)的改良是在1975年，主要配置有：錐形電機(jī)、直齒調(diào)質(zhì)齒輪、鑄鐵卷筒、鑄造外殼、錐形盤(pán)式制動(dòng)器、上掛運(yùn)行小車(chē)；國(guó)產(chǎn)HC、QH、ZH型串聯(lián)結(jié)構(gòu)的改良是在1990年，配置和75年的是一樣的；國(guó)產(chǎn)AS型電動(dòng)葫蘆引進(jìn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)是在1983年，配置有：錐形電機(jī)、直齒調(diào)質(zhì)齒輪、鑄鐵卷筒、焊接框架外殼、錐形盤(pán)式制動(dòng)器、上掛或側(cè)掛運(yùn)行小車(chē)。LH型電動(dòng)葫蘆雙梁起重機(jī)那么是在70年代以武漢起重機(jī)廠為代表，自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的HC性電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)的我國(guó)第一代電動(dòng)葫蘆雙梁起重機(jī)。從上世紀(jì)70年代末到80年代初，葫蘆式起重機(jī)已進(jìn)入到一個(gè)引進(jìn)開(kāi)發(fā)的新階段。天津起重設(shè)備廠引進(jìn)了德國(guó)STAHL公司的AS型全系列鋼絲繩電動(dòng)葫蘆技術(shù)；南京廠、北京起重設(shè)備廠和山海關(guān)起重設(shè)備廠三家聯(lián)合引進(jìn)了德國(guó)DEMAG公司的環(huán)鏈葫蘆技術(shù)；進(jìn)入80年代中期，以南京起重機(jī)械長(zhǎng)為主聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了H型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，重慶起重機(jī)廠為主聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了葫蘆門(mén)式起重機(jī)系列產(chǎn)品,河北奔騰起重。引進(jìn)的AS型葫蘆技術(shù)具有80年代世界先進(jìn)水平，我國(guó)的第三代葫蘆必將以AS型為代表。相比之下，鑒于電動(dòng)葫蘆控制系統(tǒng)的重要性，其國(guó)內(nèi)控制系統(tǒng)技術(shù)研究方面無(wú)論從資金、人力、政策上投入的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?？赡苁怯捎趪?guó)內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，學(xué)術(shù)研究論文數(shù)量與國(guó)外相比相差很遠(yuǎn)，專(zhuān)利申請(qǐng)更不樂(lè)觀，產(chǎn)品性能與國(guó)外也有一定差距。為了改變這一局面，我們的高等院校和科研單位以及企業(yè)都應(yīng)該自強(qiáng)不息，搞出自己的產(chǎn)品，徹底打破國(guó)外的壟斷，為民族企業(yè)和走向國(guó)際化做出相應(yīng)的奉獻(xiàn)。1.3電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的開(kāi)展趨勢(shì)以葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)，國(guó)內(nèi)仍以天津起重設(shè)備廠為最早仿造原蘇聯(lián)40年代∏K型桁架式單梁起重機(jī)，并進(jìn)行了系列生產(chǎn)，為我國(guó)第一代電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī),起重鏈條，也一直生產(chǎn)到1987年才被淘汰而停產(chǎn)〔1987年1月起不準(zhǔn)再生產(chǎn)〕。1963年開(kāi)始天津起重設(shè)備廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)了防爆型電動(dòng)葫蘆，并相繼出現(xiàn)了防爆電動(dòng)單梁和懸掛起重機(jī)系列產(chǎn)品。1964年又開(kāi)始由天津起重設(shè)備廠、上海起重設(shè)備廠、重慶起重機(jī)廠、定西起重機(jī)廠、西安起重機(jī)廠、沈陽(yáng)起重機(jī)廠和北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所聯(lián)合設(shè)計(jì)、試制并開(kāi)始生產(chǎn)CD、MD型系列葫蘆，CD、MD型葫蘆為我國(guó)第二代葫蘆,手扳葫蘆，是目前的主流產(chǎn)品。A571型電動(dòng)單聊起重機(jī)和∏K型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)與CD、MD型葫蘆配套使用，由于結(jié)構(gòu)和性能等原因存在不少問(wèn)題。1974年由天津起重設(shè)備廠對(duì)A571型電動(dòng)單梁起重機(jī)和K電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)進(jìn)行了更新，自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)了配用CD、MD型葫蘆的DL型電動(dòng)單梁起重機(jī)和DX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)。1976年在DL型和DX型產(chǎn)品根底上經(jīng)天津起重設(shè)備廠、開(kāi)源起重機(jī)廠、重慶起重機(jī)廠、長(zhǎng)沙起重機(jī)廠、洛陽(yáng)起重機(jī)廠和北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所聯(lián)合設(shè)計(jì)試制與生產(chǎn)，1977年定型為L(zhǎng)D型電動(dòng)單梁起重機(jī)和LX型電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)，成為我國(guó)第二代電動(dòng)單梁起重機(jī)和懸掛起重機(jī)產(chǎn)品，一直生產(chǎn)至今仍為國(guó)內(nèi)主導(dǎo)產(chǎn)品。上世紀(jì)70年代我國(guó)又相繼開(kāi)發(fā)了LB型防爆電動(dòng)單梁起重機(jī)、LXB型防爆電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)以及LH型電動(dòng)葫蘆雙梁起重機(jī)系列產(chǎn)品等。國(guó)產(chǎn)CD1/MD1電動(dòng)葫蘆串聯(lián)結(jié)構(gòu)的改良是在1975年，主要配置有：錐形電機(jī)、直齒調(diào)質(zhì)齒輪、鑄鐵卷筒、鑄造外殼、錐形盤(pán)式制動(dòng)器、上掛運(yùn)行小車(chē)；國(guó)產(chǎn)HC、QH、ZH型串聯(lián)結(jié)構(gòu)的改良是在1990年，配置和75年的是一樣的；國(guó)產(chǎn)AS型電動(dòng)葫蘆引進(jìn)串聯(lián)結(jié)構(gòu)是在1983年，配置有：錐形電機(jī)、直齒調(diào)質(zhì)齒輪、鑄鐵卷筒、焊接框架外殼、錐形盤(pán)式制動(dòng)器、上掛或側(cè)掛運(yùn)行小車(chē)。從上世紀(jì)70年代末到80年代初，葫蘆式起重機(jī)已進(jìn)入到一個(gè)引進(jìn)開(kāi)發(fā)的新階段。天津起重設(shè)備廠引進(jìn)了德國(guó)STAHL公司的AS型全系列鋼絲繩電動(dòng)葫蘆技術(shù)；南京廠、北京起重設(shè)備廠和山海關(guān)起重設(shè)備廠三家聯(lián)合引進(jìn)了德國(guó)DEMAG公司的環(huán)鏈葫蘆技術(shù)；進(jìn)入80年代中期，以南京起重機(jī)械長(zhǎng)為主聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了H型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，重慶起重機(jī)廠為主聯(lián)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了葫蘆門(mén)式起重機(jī)系列產(chǎn)品,河北奔騰起重。引進(jìn)的AS型葫蘆技術(shù)具有80年代世界先進(jìn)水平，我國(guó)的第三代葫蘆必將以AS型為代表。國(guó)外電動(dòng)葫蘆是由芬蘭KONE公司、日本Meiden公司、德國(guó)SWF公司在2000年到2001年才改良的。主要配置有：拄鼠籠型圓柱電機(jī)、斜齒硬齒面齒輪、鋼管卷2000焦并聯(lián)結(jié)構(gòu)、電機(jī)置于卷筒內(nèi)部筒、桿式框架組裝式外殼、平面盤(pán)式制動(dòng)器、平2000焦衡重式側(cè)掛運(yùn)行小車(chē)、水平輪導(dǎo)向。2PLC的應(yīng)用2.1PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式〔模塊式〕兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)那么組合配置。2.2CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的存放器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶(hù)程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、存放器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各局部的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。存放器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。2.3I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出局部〔I/O〕完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入〔DI〕，開(kāi)關(guān)量輸出〔DO〕，模擬量輸入〔AI〕，模擬量輸出〔AO〕等模塊。常用的I/O分類(lèi)如下：開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類(lèi)型分，有電流型〔4-20mA,0-20mA〕、電壓型〔0-10V,0-5V,-10-10V〕等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的根本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。2.4電源模塊路提供電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電24V的工作電源。電源輸入類(lèi)型有：交流電源〔220VAC或110VAC〕，直流電源〔常用的為24VDC〕。底板或機(jī)架大多數(shù)模塊PLC式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。2.5PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)〔運(yùn)行編程軟件〕充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏〔或觸摸屏〕式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)〔運(yùn)行組態(tài)軟件〕充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。2.6PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過(guò)多點(diǎn)接口〔MPI〕的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。2.7PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀自20世紀(jì)60年代中期以來(lái)PLC產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用,尤其近20年來(lái)計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速開(kāi)展,不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格,使PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過(guò)程控制軟件都獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步,也使PLC的廣泛應(yīng)用成為可能。下面通過(guò)兩組數(shù)據(jù)(引自工控網(wǎng))說(shuō)明PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀。PLC在冶金行業(yè)的市場(chǎng)將持續(xù)增加2003年中國(guó)的工業(yè)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng),工業(yè)產(chǎn)值同比增長(zhǎng)在12%以上,而且中國(guó)的最大鋼鐵出口對(duì)象—美國(guó)在2003年下半年取消了鋼鐵附加稅自20世紀(jì)60年代中期以來(lái)PLC產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用,尤其近20年來(lái)計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速開(kāi)展,不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格,使PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過(guò)程控制軟件都獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步,也使PLC的廣泛應(yīng)用成為可能。下面通過(guò)兩組數(shù)據(jù)(引自工控網(wǎng))說(shuō)明PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀。PLC在冶金行業(yè)的市場(chǎng)將持續(xù)增加2003年中國(guó)的工業(yè)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng),工業(yè)產(chǎn)值同比增長(zhǎng)在12%以上,而且中國(guó)的最大鋼鐵出口對(duì)象—美國(guó)在2003年下半年取消了鋼鐵附加稅鋼材對(duì)其出口也將迅速上升。這些有利因素刺激了中國(guó)冶金行業(yè)的投資。據(jù)調(diào)查,中國(guó)冶金行業(yè)對(duì)設(shè)備的投資同比增長(zhǎng)接近50%。冶金設(shè)備的大量增長(zhǎng)帶動(dòng)了PLC在該行業(yè)的增長(zhǎng),2003年P(guān)LC在冶金行業(yè)的市場(chǎng)到達(dá)216億元,2004年有望到達(dá)3億元。PLC在紡織行業(yè)的應(yīng)用分析。在中國(guó),PLC在紡織機(jī)械上的運(yùn)用已經(jīng)有17年的歷史了,從最早的進(jìn)口合成纖維生產(chǎn)設(shè)備到目前的中小型紡機(jī),PLC無(wú)處不在。占各類(lèi)紡織機(jī)械60%以上的織機(jī)平均每臺(tái)帶有一個(gè)小型的PLC,主要用于檢測(cè)、報(bào)警、速度控制和機(jī)器啟?？刂啤＜彊C(jī)的比例在紡織機(jī)械中不到5%,卻用到更多的PLC,單臺(tái)紡紗機(jī)最多用到17臺(tái)PLC,主要是60個(gè)IO點(diǎn)以下的微型產(chǎn)品。梳棉機(jī)也用微小型PLC控制。其它各類(lèi)紡織機(jī)械根本上都采用PLC控制,只有一些相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備采用單片機(jī)或者其它控制方式。紡織機(jī)械的輔助設(shè)備也主要由PLC控制,如循環(huán)水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、蒸氣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、包裝線等。實(shí)際上PLC在中國(guó)的應(yīng)用已分布到各行各業(yè),根據(jù)工控網(wǎng)的調(diào)查,2003年中國(guó)控制類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)PLC的占有率已超過(guò)50%,而且保持著10%～15%的開(kāi)展速度。3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行分析后，總結(jié)出電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)由以下各局部組成： 控制模塊：PLC〔S7-200〕; 調(diào)速模塊：變頻器〔MM440〕; 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：三相電機(jī)〔2臺(tái)〕。以及假設(shè)干按鈕、電纜等其它元件構(gòu)成。3.1系統(tǒng)總體控制方案的選擇對(duì)于電氣控制系統(tǒng)，其控制方案有很多種，如早期的繼電器控制系統(tǒng)，還有現(xiàn)在的可編程控制器-PLC控制系統(tǒng)等，下面對(duì)其一一分析比擬，并最終確立本系統(tǒng)所選用的控制方案。3.1.1繼電器-接觸器的控制電氣控制課程是電專(zhuān)業(yè)的根底必修課，是繼電接觸器控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它包含控制線路、主電路、照明電路及輔助電路組成，該系統(tǒng)是由接觸器-繼電器、主令電器和保護(hù)電器等元件組成，按照一定的控制邏輯接線組成的控制系統(tǒng)。其工作原理就是采用硬接線邏輯，利用繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組成控制邏輯，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)或其他機(jī)械設(shè)備的起動(dòng)、停止，反向、調(diào)速及多臺(tái)設(shè)備的我順序控制和自保護(hù)功能。傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由輸入設(shè)備〔按鈕、開(kāi)關(guān)等〕、控制線路〔由各類(lèi)繼電器、接觸器、導(dǎo)線連接而成，執(zhí)行各種邏輯功能的線路〕和輸出設(shè)備〔接觸器線圈、指示燈等〕三局部組成。這是一種由物理器件連接而成的控制系統(tǒng)。繼電器控制線路本錢(qián)低廉，控制方式直觀、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)調(diào)整方便，現(xiàn)場(chǎng)人員容易掌握使用等優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛用于工礦企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。但它體積較大，控制速度慢，改變控制功能必須通過(guò)改變接線來(lái)完成，比擬麻煩和困難。適合簡(jiǎn)單控制。3.1.2PLC的控制一直以來(lái)都是繼電器-接觸器來(lái)控制，20世紀(jì)60年代PLC誕生，它是一種新型的自動(dòng)化控制裝置，所以PLC控制是由繼電器接觸器控制開(kāi)展而來(lái)的。目前隨著PLC技術(shù)的開(kāi)展和應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)逐漸取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)，在實(shí)際工作中，如何選擇使用哪種方法，我們就要弄清楚這個(gè)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的功能，另外還有價(jià)格問(wèn)題，如果是功能相對(duì)簡(jiǎn)單的就沒(méi)有必要使用PLC了，還是用繼電器－接觸器控制?？删幊炭刂破鱌LC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)想結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差得缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能和習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為根底的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶(hù)程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶(hù)在購(gòu)到所需的PLC后，只需要按照說(shuō)明說(shuō)的提示，做少量的接線盒簡(jiǎn)易的用戶(hù)程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。采用PLC控制,電動(dòng)絞車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕,電動(dòng)葫蘆從原點(diǎn)開(kāi)始下降,下降到底,直到碰到下限位開(kāi)關(guān)停止。同時(shí)翻開(kāi)定時(shí)器,定時(shí)器電動(dòng)葫蘆,上升到頂部,碰到上限開(kāi)關(guān),停止上升。此時(shí),電動(dòng)葫蘆右移,直到遇到正確的限位開(kāi)關(guān),這時(shí)右移停止。電動(dòng)葫蘆下降碰到下限開(kāi)關(guān)而停止。結(jié)束時(shí)的開(kāi)關(guān)在計(jì)時(shí)器同時(shí)定時(shí),電動(dòng)葫蘆上升,上升到頂部直到遇到上限位開(kāi)關(guān),而停止上升。在這一點(diǎn)上,電動(dòng)葫蘆左移、左移遇到左起源限位開(kāi)關(guān),左移停止。電動(dòng)葫蘆一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期完成。圖3.1電動(dòng)葫蘆的動(dòng)作過(guò)程繼電器－接觸器控制是電專(zhuān)業(yè)必須科目，是根底科目。是學(xué)習(xí)ＰＬＣ的前奏，學(xué)PLC可編程控制不能脫離繼電器－接觸器控制，兩者緊密相關(guān)。初次接觸電氣控制此學(xué)科，必須先從低壓電氣入手，掌握各元件的性能結(jié)構(gòu)、用途，并能正常使用與維護(hù)，有了這些根底根據(jù)需要構(gòu)成線路，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的需要。3.1.3PLC控制與繼電器-接觸器控制相結(jié)合由于PLC控制方案與繼電器－接觸器控制方案存在區(qū)別：控制中采用的邏輯部件不同，繼電器－接觸器控制全部用硬觸點(diǎn)和“硬”線連接；PLC內(nèi)部大局部采用“軟”觸點(diǎn)和“軟”線控制；控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和體積不同，繼電器－接觸器控制系統(tǒng)使用的電氣元件多，體積大且故障率大，PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，使用的電氣元件少，體積小。控制中電器的觸點(diǎn)不同，繼電器－接觸器控制中全部以機(jī)械式的硬觸點(diǎn)，動(dòng)作慢，弧光放電嚴(yán)重，壽命短，而且使用次數(shù)有限；PLC內(nèi)部全部為“軟”觸點(diǎn)，動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)，使用次數(shù)無(wú)線。靈活性不同，繼電器－接觸器控制方案的改變，需拆線，重新再接線，乃至更換元器件，比擬麻煩；PLC控制方案的改變，一般不需要修改硬件，只需要修改程序即可，及其方便。難度程度不同，繼電器－接觸器元件使用簡(jiǎn)單易懂，PLC指令多，復(fù)雜。所以，在三種控制方案中，綜合考慮各方面因素，應(yīng)該選擇一種綜合性控制方案：PLC控制與繼電器-接觸器控制相結(jié)合的方案。這種方案既結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，又防止了兩者的缺點(diǎn)，是最正確方式。3.2控制模塊〔PLC〕的選型及其相關(guān)介紹3.2.1PLC的選型PLC〔可編程控制器〕廣泛應(yīng)用于目前的工業(yè)控制領(lǐng)域，在可編程控制器出現(xiàn)之前，一般要使用成百上千的繼電器以及計(jì)數(shù)器再能組成有相同功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，而現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的可編程控制器模塊根本上已經(jīng)代替了這些大型裝置?？删幊炭刂破鞯南到y(tǒng)程序一般在出廠前已經(jīng)初始化完畢，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要自行編輯相應(yīng)的用戶(hù)程序來(lái)滿(mǎn)足不同的自動(dòng)化生產(chǎn)要求。 現(xiàn)在，PLC的種類(lèi)繁多功能強(qiáng)大，因此用戶(hù)們選擇的余地也比擬多，同樣的選擇一款適宜的PLC控制器也是對(duì)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)相當(dāng)重要。 本設(shè)計(jì)的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)采用西門(mén)子S7-200系列可編程控制器，且選擇CPU型號(hào)為CPU224。3.2.2PLC的相關(guān)介紹PLC的定義：可編程控制器〔PLC〕是一種數(shù)字用算的操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為工業(yè)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都極易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)。 PLC的分類(lèi)，可按結(jié)構(gòu)分類(lèi):1〕3.3電動(dòng)機(jī)的選型3.3.1電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型電動(dòng)葫蘆屬于小型起重機(jī)械，通常選用交流異步電動(dòng)機(jī)，常用的電機(jī)型號(hào)為YZR、YZ、YEJ、ZD等。參考業(yè)內(nèi)對(duì)于電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)所選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，在本設(shè)計(jì)中將采用ZD型錐形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)由錐形定子，錐形轉(zhuǎn)子，制動(dòng)彈簧和裝在風(fēng)扇及端蓋上的制動(dòng)環(huán)組成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電后，除產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力外，氣隙磁場(chǎng)還在轉(zhuǎn)子錐形面產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧并使錐形制動(dòng)環(huán)與后蓋別離，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斷電后，軸向磁力消失，轉(zhuǎn)子在制動(dòng)彈簧壓力下軸向復(fù)位，使錐形制動(dòng)環(huán)與后蓋制動(dòng)體接觸，產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子停止。3.3.2電動(dòng)機(jī)容量確實(shí)定電動(dòng)機(jī)容量確實(shí)定原那么是在規(guī)定的工作方式下，電動(dòng)機(jī)溫升不超過(guò)容許值，保證有足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力。1〕電動(dòng)機(jī)初選型號(hào)首先應(yīng)該計(jì)算穩(wěn)態(tài)平均功率，對(duì)于不同的工作機(jī)構(gòu)，可根據(jù)載荷和速度，按下式求出穩(wěn)態(tài)的平均功率。對(duì)于起升機(jī)構(gòu)：式中——起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率；——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，；——額定起升載荷，；——起升速度，；——機(jī)械總效率，取。即所以，初選ZD31-4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，額定功率。2〕電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校核起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校核公式為：式中——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率；——額定起升載荷，；——起升速