畢 業(yè) 論 文題目： 基于PLC的橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作 者系 別指導(dǎo)教師完成時(shí)間II摘 要至今，國(guó)內(nèi)大多橋式起重機(jī)仍用傳統(tǒng)的繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)上各機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度的控制以及起停；只有有級(jí)調(diào)速能在該傳統(tǒng)調(diào)速方式上運(yùn)行，起動(dòng)/制動(dòng)沖擊電流大，轉(zhuǎn)子串接的電阻上消耗了大量轉(zhuǎn)差功率，導(dǎo)致電機(jī)的調(diào)速精度差、機(jī)械特性軟、范圍小，且對(duì)電刷、滑環(huán)及制動(dòng)器有較大的沖擊，維修率比較高。傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制取代了PLC變頻控制，故障率降低，提高了節(jié)能效果，檢修維護(hù)方便，是提高企業(yè)生產(chǎn)效率的好途徑。本論文主要做了以下工作：首先，介紹了橋式起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理，通過(guò)對(duì)起重機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)的介紹來(lái)引出橋式起重機(jī)的起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其次，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的硬件方面的設(shè)計(jì)，其中包括PLC選型和其他一些相關(guān)資源的配置。然后，進(jìn)行系統(tǒng)的軟件的設(shè)計(jì)，其中軟件系統(tǒng)包括大小車(chē)的控制及升降機(jī)的控制系統(tǒng)流程及相關(guān)程序。最后，利用西門(mén)子S7-200的仿真軟件Step7-Micro/WIN32對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件程序進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)程序進(jìn)行進(jìn)一步修改，以達(dá)到最佳控制效果。本論文還采用了變頻器與PLC進(jìn)行協(xié)作來(lái)進(jìn)行控制，使其達(dá)到最優(yōu)的控制效果。關(guān)鍵詞: PLC；控制系統(tǒng)；橋式起重機(jī)IIIAbstractTo date, most of bridge crane still using the traditional string Wound rotor motor speed control resistor to realize all of the crane body and stop running from the control; but the speed of traditional methods can only have governing, start / brake-rush current, and there are a lot of power consumption and deterioration of quality of the series resistance in the rotor, the motor of the mechanical properties resulting in very soft, poor speed control precision, small, and the brush motor, slip ring and the brakes have more impact, maintenance is higher. Used to replace the traditional process control PLC relay - contactor control and reduce the failure rate, and significant energy-saving, easy maintenance overhaul, improving production efficiency as a good way. This article is based on PLC control system of the bridge crane design.In this paper, mainly the following aspects:First of all, introduced the basic structure of bridge crane with the principle, the principle of cranes and structure to lead to the introduction of the crane bridge crane control system design.Next, the control system in accordance with the requirements of the hardware system design, including the PLC Selection and other related resources.Then, the software system design, including software systems and the size of vehicle control and process control system of lifts and related procedures.Finally, the use of Siemens S7-200 simulation software designed to Step7-Micro/WIN32 process simulation software. The simulation results based on further changes to the procedures in order to achieve the best control effect.This paper also uses the converter to collaborate with the PLC for control, to reach the optimal control effect.Key words: PLC; Control System; Bridge-type hoist crane目錄摘 要.IIAbstract.III第1章 緒 論.11.1課題的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、目前的水平.11.2課題研究的目的、意義.2第2章 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理42.1 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu).42.1.1 基本構(gòu)成.42.1.2 電氣控制系統(tǒng)52.2 橋式起重機(jī)的工作原理.52.2.1 控制系統(tǒng)總體框圖62.2.2 工作過(guò)程62.2.3 橋式起重機(jī)變頻調(diào)速的工作原理 .7第3章 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)83.1 PLC的選型 83.2 其他資源配置.83.2.1 各類(lèi)按鈕83.2.2 限位開(kāi)關(guān)93.2.3 接觸器93.2.4 變頻器103.3 PLC的I/O資源配置.113.3.1 數(shù)字量輸入部分113.3.2 數(shù)字量輸出部分13第4章 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154.1 系統(tǒng)總體流程設(shè)計(jì).154.1.1 大車(chē)控制系統(tǒng)154.1.2 小車(chē)控制系統(tǒng)154.1.3 升降機(jī)控制系統(tǒng)164.1.4 升降機(jī)懸停控制系統(tǒng)16II4.2 各個(gè)部分梯形圖設(shè)計(jì).214.2.1 大車(chē)控制程序234.2.2 小車(chē)控制程序264.2.3 升降機(jī)控制程序294.2.4 升降機(jī)懸停/啟動(dòng)控制程序.324.2.5 大車(chē)變頻器控制程序354.2.6 小車(chē)變頻器控制程序374.2.7 升降機(jī)變頻器控制程序384.2.8 其他功能控制程序40第5章 結(jié) 論44參考文獻(xiàn)45致 謝46附錄1 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制電氣原理圖47附錄2 升降機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制電氣原理圖581第1章 緒 論1.1課題的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、目前的水平從人類(lèi)文明開(kāi)始，人類(lèi)活動(dòng)的重要組成部分-物料搬運(yùn)，距現(xiàn)在已經(jīng)有5000多年的歷史。隨著不斷過(guò)大的生產(chǎn)規(guī)模，不斷提高的自動(dòng)化程度，起重機(jī)作為物料搬運(yùn)的重要設(shè)備，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中作用越來(lái)越大，對(duì)起重機(jī)要求也越發(fā)高 1。二戰(zhàn)后的數(shù)十年來(lái)，各工業(yè)國(guó)家先后開(kāi)始重視研究設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)起重機(jī)的技術(shù)水平也獲得迅速發(fā)展。英國(guó)從六十年代起，就支持發(fā)展與推廣創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)國(guó)家政策和財(cái)力來(lái)；德國(guó)的 “設(shè)計(jì)就是科學(xué)” ，發(fā)展設(shè)計(jì)學(xué)已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模；美國(guó)成立設(shè)計(jì)委員會(huì) ；設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展也同樣得到日本的重視，日本將設(shè)計(jì)看作是美學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和人機(jī)工程學(xué)的整體一體化，新技術(shù)得到極力推廣和采用。總而言之，設(shè)計(jì)工作越來(lái)越被經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家重視，創(chuàng)新設(shè)計(jì)被大量引入，使得產(chǎn)品也包括起重機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)造型、安全可靠、經(jīng)濟(jì)技術(shù)性等各個(gè)方面發(fā)生的變化越來(lái)越快，不斷提高了設(shè)計(jì)水平。起重機(jī)設(shè)計(jì)在中國(guó)的發(fā)展經(jīng)歷了艱難的過(guò)程。最早的時(shí)候大多是模仿蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)，自六十年代開(kāi)始，開(kāi)始新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、新的零件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究工作，因而讓設(shè)計(jì)從仿制和憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)逐漸走向計(jì)算分析和實(shí)驗(yàn)研究階段。到了八十年代，在國(guó)內(nèi)開(kāi)始引入了一些國(guó)際上的先進(jìn)的技術(shù)以及設(shè)計(jì)方法。同時(shí)設(shè)計(jì)領(lǐng)域還引入了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，強(qiáng)大的推動(dòng)了起重機(jī)設(shè)計(jì)工作的發(fā)展。 但不少問(wèn)題仍存在于我國(guó)起重機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，小型和中型的企業(yè)設(shè)計(jì)的研究和分析是不夠的，缺少資金投入，培訓(xùn)的員工沒(méi)有跟上發(fā)展和需求，還沒(méi)有形成以開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品或更新舊產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和能力，以應(yīng)付引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，沒(méi)從設(shè)計(jì)的角度來(lái)消化，更不能夠進(jìn)行再創(chuàng)新。沒(méi)有形成一個(gè)合理的梯隊(duì)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，產(chǎn)品仍是幾十年來(lái)都不變，仍然是復(fù)制一樣的方式，沒(méi)有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，合同只是為了應(yīng)付與低成本使用。少數(shù)大型企業(yè)在快速發(fā)展通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)起重機(jī)的設(shè)計(jì)能力和水平得到提高，縮短與國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)的距離。新的計(jì)算機(jī)技術(shù)在這類(lèi)公司有大量的采用，二維CAD普及已久，一直延伸推廣三維設(shè)計(jì)。先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段在電氣設(shè)計(jì)中采用，引進(jìn)的2頻率控制和定子調(diào)壓，系統(tǒng)控制由可編程邏輯控制器（PLC）參與，高科技傳感元件被大量采用，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和操控，它的安全性和可靠性也逐漸增加。通過(guò)應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程得到極大促進(jìn)，運(yùn)用系統(tǒng)論和信息論和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的研究，起重機(jī)不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)，逐步開(kāi)始向智能化方向發(fā)展 2。1.2課題研究的目的、意義橋式起重機(jī)是一個(gè)機(jī)架式起重機(jī)，它依賴(lài)于水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)相互垂直的方向，在矩形區(qū)域完成操作，而被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)企業(yè)起重運(yùn)輸設(shè)備。它的特點(diǎn)是可靠性高，承載能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，起重機(jī)性能要求越來(lái)越高，以前的已經(jīng)無(wú)法滿足要求，因此需改進(jìn)起重機(jī)控制方式，以滿足發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)的需要。傳統(tǒng)起重機(jī)的控制系統(tǒng)一般采用六種調(diào)速方式：電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，渦流制動(dòng)動(dòng)器的調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速、變換電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)調(diào)速、可控硅串級(jí)調(diào)速 直流調(diào)速。前四種為有級(jí)調(diào)速，具有較小的調(diào)速范圍，只在額定轉(zhuǎn)速下調(diào)速。轉(zhuǎn)子回路串電阻等方式進(jìn)行調(diào)速具有大的啟動(dòng)電流，大的電網(wǎng)沖擊，導(dǎo)致頻繁的機(jī)械沖擊，劇烈振動(dòng)，容易造成機(jī)械疲勞，意外事故發(fā)生的危險(xiǎn)。所以無(wú)級(jí)調(diào)速的采用可以較好地解決以上問(wèn)題。較好的調(diào)速手段還有采用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)速，但因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)制造工藝復(fù)雜、維護(hù)要求高、故障率高等缺點(diǎn)，所以較少使用。到目前為止，國(guó)內(nèi)大部分橋式起重機(jī)仍然使用傳統(tǒng)的繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，成功控制起重機(jī)上各機(jī)構(gòu)起停及運(yùn)行速度；但該傳統(tǒng)調(diào)速方式只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，具有大的起動(dòng)/制動(dòng)沖擊電流，轉(zhuǎn)子串接的電阻消耗大量的轉(zhuǎn)差功率的現(xiàn)象存在，導(dǎo)致了很軟的電機(jī)的機(jī)械特性，調(diào)速精度不好、范圍不大，且對(duì)滑環(huán)及制動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)的電刷有比較大的沖擊，維修率較高。所以，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)需要，提高設(shè)備的效益，降低維修率，節(jié)約電能等方面考慮，利用變頻調(diào)速技術(shù)與PLC控制相結(jié)合對(duì)橋式起重機(jī)中進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試及研究。傳統(tǒng)的橋式起重控制系統(tǒng)主要采用繼電器接觸器進(jìn)行控制，采用交流繞線串電阻3的方法進(jìn)行啟動(dòng)和調(diào)速，這種控制系統(tǒng)存在可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高，電能浪費(fèi)大，效率低等缺點(diǎn)。迅速發(fā)展的電力、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得可編程邏輯控制器（PLC）和變壓變頻調(diào)速技術(shù)（VVVF）在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前有直流驅(qū)動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)三種調(diào)速系統(tǒng) 3。橋式起重機(jī)通過(guò)變頻器及PLC進(jìn)行改造，起重機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)消除交流接觸器開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)子電阻，串聯(lián)電阻，及減少其他電器元件的需要，電氣控制電路大大簡(jiǎn)化。起重機(jī)制動(dòng)，加速，減速和其它過(guò)程更加平穩(wěn)，快速，減少負(fù)載波動(dòng)極大地提高了安全性。采用PLC 取代復(fù)雜的接觸器和繼電器控制系統(tǒng)，電路實(shí)現(xiàn)非接觸式無(wú)觸點(diǎn)，降低了故障率。變頻調(diào)速具有機(jī)械特性硬和負(fù)載變化時(shí)各檔速度穩(wěn)定的特點(diǎn)。輕載時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致操作不當(dāng)失控。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，變頻器還可以很容易的調(diào)整速度和加減速時(shí)間，使起重機(jī)的操作更加靈活和快速。變頻調(diào)速的通用同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟起動(dòng)，避免了大力矩沖擊損傷機(jī)械，機(jī)械維護(hù)檢修費(fèi)用減少，設(shè)備的運(yùn)行效率得到提高。至今，大多數(shù)的橋式起重機(jī)仍然使用傳統(tǒng)的繞線轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，實(shí)現(xiàn)啟停起重機(jī)和控制運(yùn)行速度，該調(diào)速只能有級(jí)調(diào)速，具有很大的起動(dòng)/制動(dòng)沖擊電流，有很多轉(zhuǎn)差功率消耗在轉(zhuǎn)子上的串聯(lián)電阻，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性很軟，速度精度，范圍和電機(jī)電刷，滑環(huán)和剎車(chē)維修率有比較大的影響。因此，為了滿足生產(chǎn)需要，提高設(shè)備使用效率，降低維修率，節(jié)約能源等方面來(lái)考慮，是采用變頻技術(shù)和PLC控制組合橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試和研究。本設(shè)計(jì)首先對(duì)橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，根據(jù)相應(yīng)的要求來(lái)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括硬件電路和軟件部分的設(shè)計(jì)。4第2章 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理2.1 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)是一種起重搬運(yùn)吊裝設(shè)備，目前十分廣泛應(yīng)用在在工礦企業(yè)中。效率高可靠性高的橋式起重機(jī)將大大提高工廠生產(chǎn)效率，橋式起重機(jī)其分為三個(gè)基本機(jī)構(gòu)：用于提升重物的起升機(jī)構(gòu)、用于移動(dòng)重物的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)（即橋式起重機(jī)的小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)）和用于移動(dòng)重物的縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)（即橋式起重機(jī)的大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)） 。通過(guò)控制正反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)，橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器和減速器帶動(dòng)繞有鋼絲繩的卷筒，使吊鉤升降。兩個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，也分別是通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，聯(lián)軸器和減速器再來(lái)帶動(dòng)車(chē)輪來(lái)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。2.1.1 基本結(jié)構(gòu)橋式起重機(jī)一般由三部分組成，即橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)和電氣控制結(jié)構(gòu)等，運(yùn)行機(jī)構(gòu)有大車(chē)小車(chē)和升降機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，電氣控制系統(tǒng)（一些電氣電纜柜 保護(hù)裝置） 。橋式起重機(jī)基本構(gòu)成的簡(jiǎn)單示意圖如圖2.1所示。調(diào) 速 器 控 制 器 調(diào) 速 器 大 車(chē) 調(diào) 速 器 小 車(chē) 升 降 機(jī) 圖2.1 橋式起重機(jī)基本構(gòu)成的簡(jiǎn)單示意圖51 大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)不止一臺(tái)而是兩臺(tái)，因?yàn)槠涔ぷ黝l率偏小，所以兩個(gè)電機(jī)被一臺(tái)變頻器控制，從而成本得到降低。以額定功率為依據(jù)選擇額定功率大一級(jí)的變頻器，其控制電路示意圖如附錄1所示。2 小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)它是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，使用一臺(tái)變頻器。變頻器選擇是通過(guò)選電動(dòng)機(jī)的額定功率為參照的選出額定功率大一級(jí)的變頻器，采用V/F控制方式。采用自由停車(chē)的方式，機(jī)構(gòu)控制示意圖和附錄1所示類(lèi)似。3 升降機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，使用一臺(tái)變頻器，進(jìn)行重物提升控制通過(guò)通用的變頻器，啟動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)要求平穩(wěn)迅速，可采用外接剎車(chē)電阻來(lái)電氣制動(dòng) 控制電路示意圖如附錄2所示。2.1.2 電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)主要包括操作面板和電氣控制柜等單元。在該系統(tǒng)中需要檢測(cè)較多的輸入量，根據(jù)設(shè)定的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，輸出控制信號(hào)，電氣控制系統(tǒng)示意圖如圖2.2所示。 電 氣 控 制 柜 操 作 面 板 電 機(jī) 運(yùn) 行 機(jī) 構(gòu) 圖2.2 電氣控制系統(tǒng)示意圖62.2 橋式起重機(jī)的工作原理2.2.1 控制系統(tǒng)總體框圖橋式起重機(jī)系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)總體框圖如圖2.3所示，核心控制器為PLC控制面板按鈕和各限位開(kāi)關(guān)的輸入，完成運(yùn)行停止和調(diào)速控制相應(yīng)設(shè)備。操 作 面 板 PLC 變 頻 器 限 位 開(kāi) 關(guān) 輸 入 各 類(lèi) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 圖2.3 電氣控制系統(tǒng)總體框圖2.2.2 工作過(guò)程在啟動(dòng)狀態(tài)下，根據(jù)操作面板上的按鈕輸入來(lái)控制大小車(chē)，在啟動(dòng)和停止升降機(jī)時(shí)，電磁制動(dòng)器的運(yùn)行是通過(guò)通過(guò)檢測(cè)變頻器輸出的頻率來(lái)控制的。橋式起重機(jī)的工作過(guò)程如下：1 接通電源，啟動(dòng)系統(tǒng)。2 按下大車(chē)的運(yùn)行按鈕，啟動(dòng)大車(chē)，通過(guò)加速減速按鈕改變大車(chē)的速度。3 按下小車(chē)的運(yùn)行按鈕，啟動(dòng)小車(chē)，通過(guò)加速減速按鈕改變小車(chē)的速度。4 按下升降機(jī)的運(yùn)行按鈕，啟動(dòng)升降機(jī)，通過(guò)加速減速按鈕改變升降機(jī)的速度。當(dāng)重物需要被懸停半空，讓變頻器的輸出頻率減小到設(shè)定的值，頻率下降停止，使電磁制動(dòng)器啟動(dòng)，抱住重物，杜絕溜鉤現(xiàn)象發(fā)生；當(dāng)需從半空開(kāi)始、下降或者上升重物時(shí)，使變頻器的輸出頻率增加到某設(shè)定值，頻率停止上升，停止電磁制動(dòng)器工作，松開(kāi)重物，變頻器輸出頻率持續(xù)增加到所需值。72.2.3 橋式起重機(jī)變頻調(diào)速的工作原理在異步電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s一定的情況下，改變異步電動(dòng)機(jī)的供電電源頻率f從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其調(diào)速。但是當(dāng)供電電源頻率f小于電動(dòng)機(jī)的額定工作頻率時(shí)，只有保持U/f為常數(shù)，才能保證電機(jī)的磁通不變，保證電動(dòng)機(jī)的性能不變；而當(dāng)供電電源頻率f大于電動(dòng)機(jī)的額定工作頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速，我們不能夠使U/f為常數(shù)，否則端電壓U將超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定電壓從而可能燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，在實(shí)現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速以上的調(diào)速時(shí)，應(yīng)保持電源電壓不變并為額定值，僅使供電電源頻率f增加，電動(dòng)機(jī)磁通將減少，輸出轉(zhuǎn)矩也將隨之下降，而輸出功率近似恒定。橋式起重機(jī)一般采用U/f控制方式、矢量控制方式及直接轉(zhuǎn)矩控制方式的變頻調(diào)速方式。橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)一般采用閉環(huán)的矢量控制方式或閉環(huán)的直接轉(zhuǎn)矩控制方式；而橋式起重機(jī)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用開(kāi)環(huán)的U/f控制方式或開(kāi)環(huán)的矢量控制方式。橋式起重機(jī)變頻調(diào)速分起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速和移動(dòng)機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速，其主要由機(jī)構(gòu)中的變頻器 變頻電機(jī) 控制器件和線路的保護(hù)開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。為了預(yù)防變頻器干擾外界和對(duì)自身進(jìn)行保護(hù)、以及使電機(jī)控制的精度得到提高，一般在變頻器附近有AC/DC電抗器、制動(dòng)單元和電阻、傳輸卡件及濾波器等，使控制系統(tǒng)可靠性提高 線路簡(jiǎn)單 應(yīng)用靈活 容易使用及低故障率等。8第3章 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 PLC的選型電氣控制系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。PLC是該控制系統(tǒng)中核心處理器，其輸入和輸出量都為數(shù)字量，變頻器的控制與PLC之間采用RS-485 來(lái)進(jìn)行通信。可 編 程 邏輯 控 制 器 PLC 操 作 面 板 變 頻 器 限 位 開(kāi) 關(guān) 大 車(chē) 運(yùn) 行 變 頻 器 小 車(chē) 運(yùn) 行 升 降 機(jī) 運(yùn) 行 變 頻 器 圖3.1 電氣控制系統(tǒng)框圖橋式起重機(jī)電器控制系統(tǒng)的控制主機(jī)選擇西門(mén)子S7-200 系列PLC。較多的輸入/ 輸出端口在橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)涉及，控制的過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，所以該控制系統(tǒng)的主機(jī)可采用CPU224 （CPU224 共有14個(gè)輸入和 10個(gè)輸出） 。數(shù)字量輸入點(diǎn)被使用的比較多在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中，因此除了PLC主機(jī)自帶的I/O被使用外，一定數(shù)量的I/O擴(kuò)展模塊還需被擴(kuò)展。在此EM223輸入/ 輸出混合擴(kuò)展模塊可被采用，16點(diǎn)DC輸入/16點(diǎn)DC輸出型，系統(tǒng)輸入點(diǎn)的要求控制可被滿足，雖然有較多的空閑存在于輸出點(diǎn)，但能提供硬件條件（為后期擴(kuò)展功能） 。3.2 其他資源配置要完成系統(tǒng)的控制功能除了需要PLC主機(jī)及擴(kuò)展模塊之外，各種接觸器 限位開(kāi)關(guān)和變頻器等儀器設(shè)備也是需要的。3.2.1 各類(lèi)按鈕9在此控制系統(tǒng)手動(dòng)控制中使用的三個(gè)機(jī)械按鈕來(lái)控制的橋式起重機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。手動(dòng)/自動(dòng)按鈕用旋鈕，自動(dòng)啟動(dòng)按鈕為觸電觸發(fā)按鈕，急停按鈕旋轉(zhuǎn)復(fù)位按鈕，按下停止旋轉(zhuǎn)復(fù)位自動(dòng)彈出。每設(shè)備都設(shè)置一個(gè)按鈕，使用電擊觸發(fā)按鈕，按下通，松開(kāi)復(fù)位。3.2.2 限位開(kāi)關(guān)此系統(tǒng)共使用六個(gè)限位開(kāi)關(guān)：前進(jìn) 后退 左移 右移 上升 下降限位開(kāi)關(guān)。1 大車(chē)前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)。其作用是防止大車(chē)超出向前運(yùn)動(dòng)的范圍，用于控制大車(chē)在向前運(yùn)行時(shí)的位置。2 大車(chē)后退限位開(kāi)關(guān)。其作用是防止大車(chē)超出向后運(yùn)動(dòng)的范圍，用于控制大車(chē)在向后運(yùn)行時(shí)的位置。3 小車(chē)左移限位開(kāi)關(guān)。其作用是防止大車(chē)超出向左運(yùn)動(dòng)的范圍，用于控制小車(chē)在向左運(yùn)行時(shí)的位置。4 小車(chē)右移限位開(kāi)關(guān)。其作用是防止大車(chē)超出向右運(yùn)動(dòng)的范圍，用于控制小車(chē)在向右運(yùn)行時(shí)的位置。5 重物上升限位開(kāi)關(guān)。其作用是防止升降機(jī)超出向上運(yùn)動(dòng)的范圍，用于控制升降機(jī)在向上運(yùn)行時(shí)的位置。6 重物下降限位開(kāi)關(guān)。其作用是防止升降機(jī)超出向下運(yùn)動(dòng)的范圍，用于控制升降機(jī)在向下運(yùn)行時(shí)的位置。3.2.3 接觸器在起重機(jī)控制系統(tǒng)中，其中所有的設(shè)備的運(yùn)行是根據(jù)控制面板上的按鈕情況進(jìn)行動(dòng)作的而并非連續(xù)的，因此控制所有設(shè)備的啟動(dòng)需要PLC根據(jù)當(dāng)前的工作情況，共需要4個(gè)接觸器：大車(chē)電動(dòng)機(jī)接觸器、小車(chē)電動(dòng)機(jī)接觸器、升降機(jī)電動(dòng)機(jī)接觸器、電磁制10動(dòng)器接觸器。1 大車(chē)電動(dòng)機(jī)接觸器。包括2個(gè)部分：控制正轉(zhuǎn)的接觸器和控制反轉(zhuǎn)的接觸器，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止通過(guò)PLC輸出的指令，從而大車(chē)的運(yùn)行和停止得到控制。2 小車(chē)電動(dòng)機(jī)接觸器。小車(chē)電動(dòng)機(jī)接觸器包括控制正轉(zhuǎn)的接觸器和控制反轉(zhuǎn)的接觸器，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止通過(guò)PLC 輸出的指令，從而小車(chē)的運(yùn)行和停止得到控制。3 升降機(jī)電動(dòng)機(jī)接觸器。升降機(jī)接觸器包括控制正轉(zhuǎn)的接觸器和控制反轉(zhuǎn)的接觸器，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止通過(guò)PLC 輸出的指令，從而升降機(jī)的運(yùn)行和停止得到控制。4 電磁制動(dòng)器接觸器。電磁制動(dòng)器接觸器通過(guò)PLC輸出的指令控制接觸器的斷開(kāi)和閉合，從而電磁制動(dòng)器的運(yùn)行和停止得到控制。3.2.4 變頻器在系統(tǒng)中西門(mén)子公司的MM4系列變頻器可被采用，性價(jià)比高 是最常用也是功能較強(qiáng)的一種變頻器，主要用于各種工業(yè)、水利、冶金、建筑、紡織、交通等領(lǐng)域，具有良好的性能和優(yōu)惠的價(jià)格 該系列中的MM440變頻器能適用于一切傳動(dòng)系統(tǒng)，是一種通用變頻器現(xiàn)代先進(jìn)的矢量控制系統(tǒng)得到采用，使得當(dāng)負(fù)載突然增加時(shí)，穩(wěn)定性仍然能夠保持住。對(duì)于三個(gè)逆變器在這個(gè)系統(tǒng)中，通信控制，用于不同的逆變器控制，只需要這三個(gè)逆變器的地址編號(hào)，其中的程序的控制，通過(guò)發(fā)送控制命令給不同地址的變頻器，實(shí)現(xiàn)控制不同變頻器，即對(duì)于控制不同設(shè)備的變頻器，改變參數(shù)P2011中的值，在此系統(tǒng)中，控制大車(chē)變頻器的地址為1.控制小車(chē)變頻器的地址為2，控制升降機(jī)的變頻器地址為3。變頻器的參數(shù)設(shè)置如表3.1所示。11表3.1 變頻器參數(shù)設(shè)置表參數(shù)號(hào) 參數(shù)值 說(shuō)明P0005 21 顯示實(shí)際頻率P0070 5 COM鏈路的USS設(shè)置P1000 5 通過(guò)COM鏈路的USS設(shè)定P2010 6 9600baudP2011 1 USS地址P0300 1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型P0304 380V 電動(dòng)機(jī)額定電壓P0305 286A 電動(dòng)機(jī)額定電流P0310 50Hz 電動(dòng)機(jī)額定頻率P0311 122r/min 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速3.3 PLC的I/O資源配置根據(jù)系統(tǒng)功能要求配置PLC的I/O。主要分為數(shù)字輸入部分與數(shù)字輸出部分。3.3.1 數(shù)字量輸入部分橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)主要完成對(duì)操作按鈕輸入的檢測(cè)、限位開(kāi)關(guān)的檢測(cè)、變頻器反饋值的檢測(cè)等。1 操作按鈕輸入的檢測(cè)。對(duì)人工操作臺(tái)的輸入按鈕的檢測(cè)完成，主要的輸入按鈕 為 急停旋鈕和啟動(dòng)按鈕、小車(chē)運(yùn)行和停止以及加減速按鈕、 、運(yùn)行 停止大車(chē)以及加減速按鈕 運(yùn)行 停止升降機(jī)以及按鈕加減速等2 限位開(kāi)關(guān)的檢測(cè)。限位開(kāi)關(guān)包括大車(chē)前進(jìn)、后退限位開(kāi)關(guān)；小車(chē)左移、右移限位開(kāi)關(guān)；升降機(jī)上升、下降限位開(kāi)關(guān)，一共三種。1）大車(chē)前進(jìn)后退限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)大車(chē)的位置，防止大車(chē)運(yùn)行超出范圍。122）小車(chē)左移右移限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)小車(chē)的位置，防止小車(chē)運(yùn)行超出范圍。3）升降機(jī)上升下降限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)升降機(jī)的位置，防止升降機(jī)運(yùn)行超出允許范圍。3 檢測(cè)變頻器反饋值。變頻器反饋值的檢測(cè)主要的目的是防止發(fā)生溜鉤的現(xiàn)象，在松開(kāi)后后抱住前的電磁制動(dòng)，重物停止下滑的現(xiàn)象易出現(xiàn)，被稱(chēng)為溜鉤。出現(xiàn)溜鉤的原因：電磁制動(dòng)器通電斷電或電源斷電，它需要時(shí)間約O.6S（根據(jù)不同的型號(hào)和尺寸變化） ，如果早期變頻器停止輸出，將容易發(fā)生溜鉤現(xiàn)象。滑鉤現(xiàn)象主要出現(xiàn)在兩種情況下，其控制方法以上兩種方法。1）重物懸空停止過(guò)程。設(shè)定一個(gè)停止頻率，當(dāng)工作頻率降低到停止頻率時(shí)，頻率到達(dá)信號(hào)被變頻器輸出出來(lái)，電磁制動(dòng)器抱住重物， 到最后，變頻器他的運(yùn)行工作頻率降到為零2）重物懸空啟動(dòng)過(guò)程。上升啟動(dòng)頻率設(shè)定出來(lái)，暫停上升當(dāng)變頻器工作頻率上升至上升啟動(dòng)頻率時(shí)，頻率到達(dá)的信號(hào)從變頻器輸出，停止電磁制動(dòng)器運(yùn)行的指令被發(fā)出，之后出現(xiàn)一段時(shí)間的延遲，該時(shí)間應(yīng)大于電磁制動(dòng)器完全釋放重物的時(shí)間，讓重物被電磁制動(dòng)器松開(kāi)，變頻器工作頻率慢慢升高，直到所需頻率。在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中，所需要的輸入量都屬于數(shù)字量，共有26個(gè)數(shù)字輸入量，如表3.2所示。表3.2 數(shù)字輸入量地址分配輸入地址 輸入設(shè)備 輸入地址 輸入設(shè)備I0.0 急停 I1.5 重物下降I0.1 啟動(dòng) I1.6 重物加速I(mǎi)0.2 大車(chē)前進(jìn) I1.7 重物減速I(mǎi)0.3 小車(chē)前進(jìn) I2.0 重物停止I0.4 大車(chē)加速 I2.1 大車(chē)前進(jìn)限位I0.5 大車(chē)減速 I2.2 大車(chē)后退限位I0.6 大車(chē)停止 I2.3 小車(chē)左移限位13I0.7 小車(chē)左移 I2.4 小車(chē)右移限位I1.0 小車(chē)右移 I2.5 重物上升限位表3.2 數(shù)字輸入量地址分配（續(xù)表1）輸入地址 輸入設(shè)備 輸入地址 輸入設(shè)備I1.1 小車(chē)加速 I2.6 重物下降限位I1.2 小車(chē)減速 I2.7 大車(chē)變頻器復(fù)位I1.3 小車(chē)停止 I3.0 小車(chē)變頻器復(fù)位I1.4 重物上升 I3.1 升降機(jī)變頻器復(fù)位3.3.2 數(shù)字量輸出部分該控制系統(tǒng)主要是大車(chē)電機(jī)，汽車(chē)電機(jī)，電梯和電磁制動(dòng)控制。1車(chē)電機(jī)控制?？刂齐姍C(jī)運(yùn)行的方向，停止，加速和減速之前和之后的重的運(yùn)輸需求。2汽車(chē)電機(jī)控制。控制電機(jī)運(yùn)行方向，停止，加速，減速，圍繞重型運(yùn)輸需要。3電梯控制管理。控制電機(jī)運(yùn)行方向，停止，加速，減速，重載運(yùn)輸?shù)男枰?電磁制動(dòng)器的控制?？刂齐姶胖苿?dòng)器的運(yùn)行和停止，停止輔助控制重物。在該系統(tǒng)中的輸出控制裝置，接觸器，電動(dòng)機(jī)，等等，一共有7個(gè)輸出點(diǎn)，具體的配置示于表3.3。表3.3 數(shù)字輸出量地址分配輸出地址 輸出設(shè)備 輸出地址 輸出設(shè)備Q0.0 大車(chē)正向運(yùn)行接觸器 Q0.4 升降機(jī)正向運(yùn)行接觸器Q0.1 大車(chē)反向運(yùn)行接觸器 Q0.5 升降機(jī)反向運(yùn)行接觸器Q0.2 小車(chē)正向運(yùn)行接觸器 Q0.6 電磁制動(dòng)器Q0.3 小車(chē)反向運(yùn)行接觸器根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求、如表3.2和表3.3所示的I/O分配情況，以及圖3-1所示的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，出橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的接線圖設(shè)計(jì)出來(lái)，如圖3.2所示，此控制面板上的按鈕全部都是手動(dòng)控制方式。14急 停 啟 動(dòng) 大 車(chē) 前 進(jìn) 大 車(chē) 后 退 大 車(chē) 加 速 大 車(chē) 減 速 大 車(chē) 停 止 小 車(chē) 左 移 小 車(chē) 右 移 小 車(chē) 加 速 大 車(chē) 正 向 運(yùn) 行 接 觸 器 小 車(chē) 減 速 大 車(chē) 反 向 運(yùn) 行 接 觸 器 小 車(chē) 停 止 小 車(chē) 正 向 運(yùn) 行 接 觸 器 重 物 上 升 小 車(chē) 反 向 運(yùn) 行 接 觸 器 重 物 下 降 升 降 機(jī) 正 向 運(yùn) 行 接 觸 器 重 物 加 速 升 降 機(jī) 反 向 運(yùn) 行 接 觸 器 重 物 減 速 電 磁 制 動(dòng) 器 重 物 停 止 大 車(chē) 前 進(jìn) 限 位 大 車(chē) 后 退 限 位 小 車(chē) 左 移 限 位 小 車(chē) 右 移 限 位 重 物 上 升 限 位 重 物 下 降 限 位 大 車(chē) 變 頻 器 復(fù) 位 小 車(chē) 變 頻 器 復(fù) 位 升 降 機(jī) 變 頻 器 復(fù) 位 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 II0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 Q0.0 I1.2 Q0.1 I1.3 S7-200 Q0.2I1.4 CPU224 Q0.3 I1.5 + Q0.4 I1.6 EM223 Q0.5 I1.7 Q0.6 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 RS-485 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 I3.0 I3.1 大 車(chē) 變 頻 器 小 車(chē) 變 頻 器 升 降 機(jī) 變 頻 器 圖3.2 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的接線圖15第4章 橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)總體流程設(shè)計(jì)對(duì)大車(chē)、小車(chē)和起重機(jī)進(jìn)行啟?？刂瓶梢酝ㄟ^(guò)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且可以通過(guò)增大或減小變頻器的頻率來(lái)改變其速度，以檢測(cè)調(diào)速性能。4.1.1 大車(chē)控制系統(tǒng)對(duì)大車(chē)的運(yùn)行停止加速和減速進(jìn)行手動(dòng)操作，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始上電工作，其工作過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面。1按鈕來(lái)控制車(chē)的操作。2大車(chē)停止按鈕控制。3個(gè)按鍵來(lái)控制車(chē)的加速。4個(gè)按鍵來(lái)控制車(chē)減速。5個(gè)前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)，以防止推車(chē)向前跑出范圍。返回限位開(kāi)關(guān)，防止大車(chē)跑回來(lái)的范圍。上述的過(guò)程是不連續(xù)的控制，但按照與PLC檢測(cè)到啟動(dòng)按鈕狀態(tài)，推車(chē)圖4.1中所示的控制流程。4.1.2汽車(chē)控制系統(tǒng)對(duì)小車(chē)的運(yùn)行停止加速和減速進(jìn)行手動(dòng)操作，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始上電工作，其工作過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面。1按鈕控制操作的車(chē)。2按鈕來(lái)控制汽車(chē)停了下來(lái)。3按鈕來(lái)控制汽車(chē)的加速。164個(gè)按鍵來(lái)控制的汽車(chē)減速。5個(gè)前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)，防止跑車(chē)離開(kāi)的范圍。返回限位開(kāi)關(guān)，防止大車(chē)運(yùn)行超出范圍。上述過(guò)程是順序控制，但按照與PLC的狀態(tài)檢測(cè)按鈕啟動(dòng)汽車(chē)的控制過(guò)程如圖4-2所示。4.1.3 升降機(jī)控制系統(tǒng) 運(yùn)行、停止、加速及減速人工操作升降機(jī)，啟動(dòng)按鈕按下后，開(kāi)始系統(tǒng)上電工作，其工作過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面。1 通過(guò)按鈕來(lái)控制升降機(jī)的運(yùn)行。2 通過(guò)按鈕來(lái)控制升降機(jī)的停止。3 通過(guò)按鈕來(lái)控制升降機(jī)的加速。4 通過(guò)按鈕來(lái)控制升降機(jī)的減速。5 前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)防止升降機(jī)向上運(yùn)行超出范圍。6 后退限位開(kāi)關(guān)防止升降機(jī)向下運(yùn)行超出范圍。升降機(jī)控制流程如圖4.3所示。4.1.4 升降機(jī)懸?？刂葡到y(tǒng)人工操作升降機(jī)在空中的停止，系統(tǒng)上電工作開(kāi)始在按啟動(dòng)按鈕后，其工作過(guò)程主要包括。1 重物停止時(shí)，變頻器頻率逐漸降低，下降至某設(shè)定值后，定時(shí)器啟動(dòng)。2 定時(shí)到，電磁制動(dòng)器啟動(dòng)。3 啟動(dòng)電磁制動(dòng)器后，變頻器頻率降低至0Hz。4 重物啟動(dòng)時(shí)，變頻器頻率逐漸升高，上升至某設(shè)定值后，定時(shí)器啟動(dòng)。5 定時(shí)到，電磁制動(dòng)器停止。6 電磁制動(dòng)器停止后，變頻器頻率逐漸上升，重物在空中啟動(dòng)。17根據(jù)重物所處的位置來(lái)完成以上工作過(guò)程，控制是按照PLC讀取的變頻器參數(shù)進(jìn)行的，升降機(jī)懸?？刂屏鞒虉D如圖4.4所示。Y N N N Y Y N Y N N Y Y 圖 4-2 大 車(chē) 控 制 系 統(tǒng) 流 程 圖 大 車(chē) 控 制子 程 序 減 小 變 頻 器的 輸 出 頻 率 接 通 正 向接 觸 器 停 止 運(yùn) 行 接 通 反 向接 觸 器 停 止 大 車(chē) 運(yùn) 行 增 加 變 頻 器的 輸 出 頻 率 停 止 大 車(chē) 運(yùn) 行 前 進(jìn) ？ 后 退 ？ 加 速 ？ 停 止 ？ 到 達(dá) 正 向 限 位 開(kāi) 關(guān) 到 達(dá) 反 向 限 位 開(kāi) 關(guān) 圖4.1 大車(chē)控制系統(tǒng)流程圖18Y N N N Y Y N Y N N Y Y 圖 4-3 小 車(chē) 控 制 系 統(tǒng) 流 程 圖 小 車(chē) 控 制子 程 序 減 小 變 頻 器的 輸 出 頻 率 接 通 正 向接 觸 器 停 止 運(yùn) 行 接 通 反 向接 觸 器 停 止 小 車(chē) 運(yùn) 行 增 加 變 頻 器的 輸 出 頻 率 停 止 小 車(chē) 運(yùn) 行 左 移 ？ 右 移 ？ 加 速 ？ 停 止 ？ 到 達(dá) 左 側(cè) 限 位 開(kāi) 關(guān) 到 達(dá) 右 側(cè) 限 位 開(kāi) 關(guān) 圖4.2 小車(chē)控制系統(tǒng)流程圖19Y N N N Y Y N Y N N Y Y 圖 4-4 升 降 機(jī) 控 制 流 程 圖 升 降 機(jī) 控 制子 程 序 減 小 變 頻 器的 輸 出 頻 率 接 通 正 向接 觸 器 停 止 升 降 機(jī)運(yùn) 行 子 程 序 接 通 反 向接 觸 器 停 止 大 車(chē) 運(yùn) 行 增 加 變 頻 器的 輸 出 頻 率 升 降 機(jī) 停 止運(yùn) 行 子 程 序 下 降 ？ 上 升 ？ 加 速 ？ 停 止 ？ 到 達(dá) 下 位 限 位 開(kāi) 關(guān) 到 達(dá) 下 位 限 位 開(kāi) 關(guān) 圖4.3 升降機(jī)控制系統(tǒng)流程圖 20N N Y Y N N Y Y N N Y Y 圖 4-5 升 降 機(jī) 懸 停 控 制 流 程 圖 升 降 機(jī) 停止 子 程 序 頻 率 停 止 下 降 定 時(shí) 1S啟 動(dòng) 頻 率 停 止 下 降 定 時(shí) 1S啟 動(dòng) 變 頻 器 頻 率 逐漸 上 升 變 頻 器 頻 率 逐漸 下 降 保 持 原 有 狀 態(tài) 電 磁 制 動(dòng) 器 啟 動(dòng) 變 頻 器 頻 率降 低 到 0， 中午 在 空 中 停止 重 物 停 止 ？ 延 時(shí) 到 ？ 到 達(dá) 設(shè)定 值 ？ 重 物 上 升 ？ 到 達(dá) 設(shè)定 值 ？ 延 時(shí) 到 ？ 電 磁 制 動(dòng) 器 停 止 變 頻 器 頻 率 上升 到 設(shè) 定 值 ，重 物 在 空 中 開(kāi)始 啟 動(dòng) 圖4.4 升降機(jī)懸?？刂屏鞒虉D214.2 各個(gè)部分梯形圖設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)程序過(guò)程中，會(huì)使用到許多寄存器、中間寄存器、定時(shí)器等軟元件，軟元件設(shè)置如表4.1所示。表4.1 軟元件設(shè)置元件 意義 內(nèi)容 備注M0.0 起重機(jī)停止標(biāo)志 on有效M0.1 起重機(jī)啟動(dòng)標(biāo)志 on有效M0.2 起重機(jī)電磁制動(dòng)器啟動(dòng)標(biāo)志 on有效M0.3 大車(chē)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)標(biāo)志 on有效M0.4 大車(chē)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)標(biāo)志 on有效M0.5 大車(chē)停止標(biāo)志 on有效M0.6 小車(chē)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)標(biāo)志 on有效M0.7 小車(chē)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)標(biāo)志 on有效M1.0 小車(chē)停止標(biāo)志 on有效M1.1 升降機(jī)上升標(biāo)志 on有效M1.2 升降機(jī)下降標(biāo)志 on有效M1.3 升降機(jī)停止標(biāo)志 on有效M2.0 到達(dá)升降機(jī)下限頻率標(biāo)志 on有效M2.1 電磁制動(dòng)器啟動(dòng)標(biāo)志 on有效M2.2 送0Hz 到升降機(jī)變頻器標(biāo)志 on有效M2.3 到達(dá)升降機(jī)上限頻率標(biāo)志 on有效M2.4 送上限頻率標(biāo)志 on有效M2.5 斷開(kāi)電磁制動(dòng)器標(biāo)志 on有效M3.0 電磁制動(dòng)器運(yùn)行標(biāo)志 on有效M4.0 USS_INIT指令完成標(biāo)志 on有效M4.1 確認(rèn)大車(chē)變頻器的響應(yīng)標(biāo)志 on有效M4.2 指示大車(chē)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志 on為運(yùn)行；off為停止M4.3 指示大車(chē)變頻器的運(yùn)行方向標(biāo)志 on為逆時(shí)針；off為順時(shí)針表4.1 軟元件設(shè)置（續(xù)表1）22元件 意義 內(nèi)容 備注M4.4 指示大車(chē)變頻器上的禁止位狀態(tài)標(biāo)志on為禁止；off為不禁止M4.5 指示大車(chē)變頻器故障位狀態(tài)標(biāo)志 on為故障；off為無(wú)故障M5.0 USS_INIT指令完成標(biāo)志 on有效M5.1 確認(rèn)小車(chē)變頻器的響應(yīng)標(biāo)志M5.2 指示小車(chē)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志 on為運(yùn)行；off為停止M5.3 指示小車(chē)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志 on為逆時(shí)針；off為順時(shí)針M5.4 指示小車(chē)變頻器上的禁止位狀態(tài)標(biāo)志on為被禁止；off為不禁止M5.5 指示小車(chē)變頻器故障位狀態(tài)標(biāo)志 on為故障；off為無(wú)故障M6.0 USS_INIT指令完成標(biāo)志 on有效M6.1 確認(rèn)升降機(jī)變頻器的響標(biāo)志 on有效M6.2 指示升降機(jī)變頻器運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志 on為運(yùn)行；off為停止M6.3 指示升降機(jī)變頻器運(yùn)行方向標(biāo)志 on為逆時(shí)針；off為順時(shí)針M6.4 指示升降機(jī)變頻器上的禁止位狀態(tài)標(biāo)志on為被禁止；off為不禁止M6.5 指示升降機(jī)變頻器故障位狀態(tài)標(biāo)志 on為故障；off為無(wú)故障T37 頻率降低定時(shí)器T38 頻率升高定時(shí)器VD10 下降頻率閾值寄存器VD20 上升頻率閾值寄存器VD30 大車(chē)頻率寄存器VD40 小車(chē)頻率寄存器VD50 升降機(jī)頻率寄存器VD60 升降機(jī)頻率反饋值寄存器VB400 USS_INIT指令執(zhí)行結(jié)果VB402 USS_CTRL錯(cuò)誤狀態(tài)字節(jié)VW404 大車(chē)變頻器返回的狀態(tài)字原始值表4.1 軟元件設(shè)置（續(xù)表2）23元件 意義 內(nèi)容 備注VD406 大車(chē)全速度百分值的變頻速度 -200%200%VB500 USS_INIT指令執(zhí)行結(jié)果VB502 USS_CTRL錯(cuò)誤狀態(tài)字節(jié)VW504 小車(chē)變頻器返回的狀態(tài)字原始值VD506 小車(chē)全速度百分值的變頻速度 -200%200%VB600 USS_INIT指令執(zhí)行結(jié)果VB602 USS_CTRL錯(cuò)誤狀態(tài)字節(jié)VW604 升降機(jī)變頻器返回的狀態(tài)字原始值VD606 升降機(jī)全速度百分值的變頻速度 -200%200%4.2.1 大車(chē)控制程序系統(tǒng)被上電之后，操作大車(chē)的運(yùn)行通過(guò)操作面板上的控制按鈕，大車(chē)控制梯形圖程序如圖4.5所示。24圖4.5 大車(chē)控制梯形圖與圖4.5所示的梯形圖程序所對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表程序如下：25LD M0.1 ；起重機(jī)啟動(dòng)標(biāo)志A I0.2 ；大車(chē)前進(jìn)按鈕 O M0.3 AN I0.3 ；大車(chē)后退按鈕AN M0.5 ；大車(chē)停止標(biāo)志AN M0.0 ；起重機(jī)停止標(biāo)志AN I2.1 ；大車(chē)前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)= M0.3 ；大車(chē)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)標(biāo)志LD M0.1A I0.3 ；大車(chē)后退按鈕O M0.4 AN I0.2 ；大車(chē)前進(jìn)按鈕AN M0.5AN M0.0AN I2.2 ；大車(chē)后退限位開(kāi)關(guān)= M0.4 ；大車(chē)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)標(biāo)志LD M0.1A I0.6 ；大車(chē)停止按鈕O I2.1O I2.2= M0.5MOVR 0.0,VD30 ；大車(chē)變頻器輸出頻率置0LD M0.1LPSA I0.4 ；大車(chē)電動(dòng)機(jī)加速按鈕A SM0.5 ；周期為1s 的時(shí)鐘脈沖