基于PLC桥式起重机控制系统

题目：基于PLC桥式起重机控制系统基于PLC桥式起重机控制摘要本文研讨基于可编程序控制器（PLC）和变频器的桥式起重机控制系统的改进。阐述了交流桥式起重机在实际中的应用以及PLC在改造方案中的确定，亦涉及在改造过程中设备的选型。本文以西门子S7-200系列PLC为例，讲述了PLC在交流桥式起重机改造中的的控制方案。与传统控制方案相比，采用PLC控制的桥式起重机可以简化繁重的设备，使控制更加安全可靠。从经济效益与环境效益的角度分析，本设计虽然前期投入一部分资金用于购买PLC及变频器等设备，但是长期运行后的维修成本远低于原系统，并且节能可达30%左右。设计中变频器通过PLC进行无触点控制，使设备运行更加准确，并且减轻了人员的劳动强度，提高了工作效率。关键词桥式起重机变频器PLC控制系统ABSTRACTThistextdiscussiontheimproveddesignofbridgecranecontrolsystembasedonPLCandfrequencyconverter.IntroducedtheapplicationofBridgecrane,theapplicationofPLCinreconstructivetransformandchoosingthedevice.ThetexttakesSiemensS7-200PLCseriesasanexample,introducedthecontrolprojectofBridgecranesystem.Comparedwithtraditionalcontrolscheme，PLC-basedBridgeCranecanSimplifytheheavyequipment，andmakecontrolmoresafetyandreliable.Analysisfromeconomicbenefitsandenvironmentalbenefits,Themaintenancecostisfarbeloworiginalsystemafterlong-termoperation，andSavesabout30%ofenergy，besideafondmustsputintobuyingPLCandinverterandotherequipment.Inthisdesign,Inverternon-contactprogrammablecontrollercontrolstheequipmenttorunmoreaccurate,aswellasreducedlaborstrength,increasedefficiency.Keywords:bridgecrane;frequencyconverter;PLC;controlsystem目录第一章绪论..................................................................................................................11.1桥式起重机的简介.............................................................................................11.2主要研究内容及意义.........................................................................................1第二章控制方案设计..................................................................................................42.1系统组成..............................................................................................................42.2大车控制系统的设计.........................................................................................4第三章系统硬件设置..................................................................................................63.1变频调速..............................................................................................................73.1.1变频调速的基本原理....................................................................................73.1.2变频器的选用................................................................................................93.2电动机的选择.................................................................................................123.3常用辅助器件的选择....................................................................................143.4可编程控制器...................................................................................................173.4.1PLC的概述...............................................................................................173.4.2PLC的选型——SIEMENSS7-200.........................................................183.4.3I/O端口分配.............................................................................................203.4.4PLC系统接线方式...................................................................................21第四章系统软件设计................................................................................................234.1主程序.............................................................................................................244.2公用程序.........................................................................................................254.3大车控制程序.................................................................................................274.4其他子程序设计..............................................................................................29第五章设计总结........................................................................................................30参考文献......................................................................................................................32附录..............................................................................................................................33致谢..............................................................................................................................41第一章绪论1.1桥式起重机的简介桥式起重机广泛应用在室内厂房、仓库、室外码头、储料场等，是很重要的起吊、搬运设备，为此要求其具有高效、灵活并且安全可靠。本课题研究的是电动双梁桥式起重机，它主要由桥架金属结构、桥架运行机构和电气控制设备部分组成。大车运行机构、小车运行机构、主钩起升机构、副钩起升机构共同组成了桥架运行机构。电气控制部分的设备主要集中在操作室内，用于操纵控制桥式起重机的运行。其主要结构如图1.1所示图1.1起重机结构图1.2主要研究内容及意义桥式起重机作为物料吊运的起重设备在国民经济中有着十分重要的地位。传统的桥式起重机控制系统都是采用继电器控制与转子回路串电阻来实现对桥式起重机的调速，这种控制冲击频繁，震荡剧烈，而且桥式起重机工作环境比较恶劣，又多是在重载下频繁启动、制动、正反转、变速等，这种控制对其设备及其生产效率都会有影响甚至会涉及到人身安全，所以继电器控制已经不是机械工业的主导了，有必要对其进行改进。随着工业自动化的发展，PLC、变频器在工业设备改造中得到了广泛应用。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程方便，易于使用，控制系统设计、安装、调试、维修方便，维修工作量少等一系列的优点。变频器的导入则可以提供频率可调的交流电源，从而控制电动机的转速来实现桥式起重机的多段速。因此，“PLC+变频器”的控制方式在桥式起重机的改造中非常流行。自PLC问世以来一直受到人们的关注，在不断的发展和改进中PLC已经在机械工业及其他行业中得到了广泛的应用，尤其在起重机中得到了很好的体现。PLC作为整个系统的控制核心，采用变频器调速来控制电动机的转速，实现对传统继电器控制桥式起重机的改造。为降低工作人员的劳动强度，采用三档位的主令控制器作为操作面板。PLC作为整个控制系统的核心，它接受主令控制器发出的向前、向后、零位、调速等控制信号，限位器输入的限位信号，以及保护电路输入的保护信号，经PLC内部运算后分别发送给四台变频器。变频器接受来自PLC的控制信号，控制电动机按照操作人员的操作运行。主令控制器的开关与常用的启动、停止等按钮集中于控制舱内的操作面板上，供操作人员操作使用。经改造的桥式起重机有以下优点：（1）桥式起重机的启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，定位更加准确，减少了负载波动，安全性大幅提高。