桥式起重机的PLC控制系统设计(毕业设计)(2)

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用层通信协议具有一致性，这给构成多级 PLC 网络和开发 PLC 网络应用程 序带来方便. 日本松下电工公司的 FP 系列 PLC 产品有 FP0、FP1、FP2、FP3、FP5、FP10 等多个系 列， 其中较早进入中国市场的是整体式结构的小型机 FP1 和模块式结构的中型机 FP3 系列。 FP 系列是 PLC 市场上被称为一匹黑马的后起之秀，虽然进入中国市场较晚，但由于设计上 的独到之处和优良的控制功能，一经推出，就备受用户欢迎。其产品有以下特点： 1、丰富的指令系统 2、快速的 CPU 处理速度 3、大程序容量 4、功能强大的编程工具 5、强大的网络通信功能

1.3 PLC 与桥式起重机的发展状况

1.3.1 PLC 的发展状况

可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称 PLC）是一种工作可靠， 编程简单，使用方便，控制完备的控制设备。它能在恶劣的工作环境下工作，容易实现 “机电一体化” 。可编程控制器把自动化技术，计算机技术，通信技术融为一体，有利于 实现工厂自动化的集散式控制。自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器取代传 统继电器控制装置以来， PLC 得到了快速发展， 在世界各地得到了广泛应用。 同时， PLC 的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和 用户需求的不断提高， PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运

动控制等功能。 今天的 PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作 用。

因此，可编程控制器自诞生以来，得到了迅速发展，成为工业控制的主流。1968 年美国通

用汽车公司（G.M）为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批 量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换 电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。于是就设想将计算机功能强大、灵活、 通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控 制装置，而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟 悉计算机的人也能很快掌握使用。 1969 年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了 世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果。 从此这项技术迅速发展起来。 早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的 继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器

（Programmable Logic Controller ） 。随着微 电子技术和计算机技术的发展，20 世纪 70 年代中期微处理器技术应用到 PLC 中，使 PLC 不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、

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数据传送和数据处理等功能。 20 世纪 80 年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展， 16 位和 32 位微处理器应用于 PLC 中，使 PLC 得到迅速发展。PLC 不仅控制功能增强，同 时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有

通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使 PLC 真正成为具有逻辑控制、过程控制、 运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。 自从第一台 PLC 出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制 PLC，并得到了迅速的 发展。目前，世界上有 200 多家 PLC 厂商，400 多品种的 PLC 产品，按地域可分成美国、 欧洲、 和日本等三个流派产品， 各流派 PLC 产品都各具特色， 如日本主要发展中小型 PLC， 其小型 PLC 性能先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。著名的 PLC 生产厂家主要有美国的 A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日 本的三菱电机（Mitsubishi Electric）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国的 AEG 公司、 西门子（Siemens）公司，法国的 TE（Telemecanique）公司等。 我国的 PLC 研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在 20 世纪 70 年代末和 80 年代初，我国随

国外成套设备、专用设备引进了不少国外的 PLC。此后， 在传统设备改造和新设备设计中， PLC 的应用逐年增多， 并取得显著的经济效益， PLC 在 我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。目前，我国不 少科研单位和工厂在研制和生产 PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香 岛电机制造公司、厦门 A-B 公司等。 从近年的统计数据看，在世界范围内 PLC 产品的产量、销量、用量高居工业控制装 置榜首，而且市场需求量一直以每年 15%的比率上升。PLC 已成为工业自动化控制领域中 占主导地位的通用工业控制装置。我国许多引进的重大工程项目，列入宝钢，中原制药 厂等都使用很多可编程控制器，取得了明显效益。推广利用可编程控制器是一项很有意 义的工作。

1.3.2 起重机控制技术发展状况

桥式起重机(天车)是一种用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平 移动的起重、搬运设备，在生产过程中有着重要应用。5 吨桥式起重机，电气驱动系统 分为起重机升降、小车、大车三部份。其中起重机升降由一台 13kW 的绕线式异步电动 机驱动，大车由两台 4 kW 绕线式异步电动机、小车由一台 2.5 kW 绕线式异步电动机驱 动。在原传动控制中，采用转子串接电阻的调速方式.由于工作环境差,粉尘和有害气体对 电机的集电环、电刷和接触器腐蚀性大，加上工作任务重,实际过载率高,由于冲击电流偏 大,容易造成

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电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转子所串电阻烧损和断裂等故障, 影 响现场生产和安全,工人维修量和产生的维修费用也很高.并且原调速方式机械特性较差,

调速不够平滑，所串电阻长期发热浪费能量。综上所述设备存在的主要缺点如下： （1） 拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，电能浪费严重。 （2） 起重机升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲 击也较大，机械设备使用寿命缩短，操作人员的安全系数较差，设备运行可靠性较低。 （3） 由于电动机一直在额定转矩下工作，而每次升降的负载是变化的，因此容易 造成比较大的电能浪费。 （4） 起重机每天需进行大量的装卸操作，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系 统中的主要控制元件---交流接触器来接入和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频 繁，在电流比较大的状态下，容易烧坏触头。同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜 电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。因而设备故障率比较高，维修工作量比 较大。同样小车、大车的运转也存在上述问题。 （5） 在起重机起升

的瞬间，升降电动机有时会受力不均匀，易过载，直接造成电 机损坏或者钢丝绳断裂。

（6） 为适应起重机的工况，起重机的操作人员经常性的反复操作，起重机的电器 元件和电动机始终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。 （7） 起重机工作的协调性主要靠操作人员的熟练程度。由于升降、大车、小车三 个凸轮控制器之间没有固定的联系，在起重机工作时操作人员劳动强度比较大，容易疲 劳，易产生误操作。 针对上述现有技术存在的不足， 所以越来越多的国内外厂商生产的起重机采用先进 的可编程控制技术（PLC）和变频器技术，以程序控制取代 …… 此处隐藏：3219字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……