桥式起重机电气控制系统(1)

1 引言(或绪论）1．1 课题简介本次毕业设计课题为“20/5t桥式起重机电气控制系统设计”。

其主要任务是将接触—继电器控制的传统桥式起重机利用PLC进行改造.用到的实验台是THJPES-2型机床PLC电气控制实训考核装置,所以本次任务的重点是完成模拟实验.本次设计的控制部分主要是西门子S7—200 PLC系统，并结合STEP7软件进行了简单的控制编程。

1．2桥式起重机在现代工业中的发展情况桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化重要的工具和设备.所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。

经过多年的发展,我国桥式起重机的应用不断扩大，随着技术进步，针对实际中桥式起重机的恶劣工作坏境及长时间超负荷作业而导致的事故，为桥式起重机改造提出了新的要求，以便在实际操作更加安全、更加高效。

1．3PLC在工业自动控制中的应用可编程程序控制器简称PLC，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微机处理器为核心用作数字控制的专用计算机。

它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很简单。

PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能等优异性能,日益取代由大量中间继电器组成的传统继电—接触器控制系统在机械、化工、冶金等行业中的重要作用。

PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一.微电子技术与计算机技术的结合,使PLC 的功能变得更加强大，通过可编程控制的实现，为PLC 增添了使用上的灵活性。

基于PLC的桥式起重机电气控制系统设计唐跃顺摘要：随着科学技术水平的不断提高，桥式起重机被广泛地应用于国民经济的各个领域之中，其主要的用途是物料搬运、装卸。

桥式起重机不仅有利于减轻或代替人们的体力劳动，更有利于提高劳动率。

近年来，随着实际作业复杂程度的加大，对桥式起重机的电气控制难度也越来越大，而PLC被广泛地应用其中，并起到了良好的控制效果。

基于此，本文从对PLC变频调速的简述出发，对基于PLC的桥式起重机电气控制总体设计以及控制系统设计进行了研究。

关键词：PLC；桥式起重机；电气控制系统设计引言桥式起重机主要是依靠按照起升机构与在同一平面内的两个互相垂直的移动，不仅可以在场地上作业，还可以应用于上空作业，是工矿企业广泛使用的一种起重运输机械。

它具有承载能力大、工作可靠性高、制造工艺相对简单等优点。

但在实际使用中，由于传统桥式起重机的电控系统采用转子回路串接电阻进行有级调速，控制方式为“继电-接触器”控制，采用这种控制方式的起重机机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想，所串电阻长期发热，电能浪费大，效率低；继电-接触器控制系统可靠性差，操作复杂，故障率高，控制柜体积大；桥式起重机工作环境差，工作任务重时，电动机以及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。

要从根本上解决这些问题，只有彻底改变起重机传统的电气控制方式。

近年来，随着计算机技术的迅猛发展，同时也带动了电气传动和自动控制领域的发展。

其中，具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应用，基于PLC在桥式起重机电气控制系统中的应用提供了有利条件。

1对PLC变频调速的简述PLC作为一种在数字运算的基础上进行操作的工程电子系统，已经在各类自动控制系统当中被大范围的使用，有助于对机械设备的运转状态进行控制。

其中心部分为一个能够进行编写程序的储存器，之后工作人员将数字输入、模拟输入、定时、控制流程、逻辑运算等一系列程序和指令在编写好之后储存在中心储存器当中、利用I/O设备或者相关接口进行输出，从而在各类机械设备运转和展开生产的过程当中实施控制。

桥式起重机电气控制线路运行介绍
1.主控制电路：
主控制电路是控制起重机主梁上电动机运行的关键电路。

它通常包括控制主电动机的起动、制动、正反转等功能。

起动电路通过起动接触器将电动机与电源连接，使电动机转动起来。

制动电路通过制动接触器将电动机与电源断开，使电动机停止转动。

正反转电路通过正反转接触器控制电动机正反转运动，实现起重机的前进和后退。

2.限位保护电路：
限位保护电路是用来保护起重机行走机构的电路。

它通常包括起重机左右行走限位、前后行走限位等功能。

当起重机的行走到达限位位置时，限位保护电路会自动切断电动机电源，停止起重机的行走，以保护机械结构的安全。

3.紧急停止电路：
紧急停止电路是在紧急情况下，迅速切断电动机电源，停止起重机运行的电路。

一般情况下，紧急停止按钮会放置在机械操作员容易触及到的位置，如操作台、控制箱等处。

当发生紧急情况时，操作员可以按下紧急停止按钮，即可使起重机立即停止运行，确保操作人员的安全。

4.着陆线控制电路：
着陆线控制电路是用来控制起重机的货物吊取和放下的电路。

它通常包括启动按钮、停止按钮、上升按钮、下降按钮等功能。

通过按下相应的按钮，操作员可以控制货物的运动，完成起重任务。

以上是桥式起重机电气控制线路运行的简要介绍。

桥式起重机的电气控制线路具有复杂性和安全性要求高的特点，要求电路设计合理、可靠，并符合相关的安全标准。

对于操作人员来说，熟悉电气控制线路的原理和工作方式，掌握正确的操作方法，能够保证起重机安全、高效地运行。

项目五：桥式起重机电气控制电路的维护与故障检修1、了解桥式起重机的结构和电器控制电路的功能。

2、掌握桥式起重机的运动形式维护方法。

3、熟悉桥式起重机主要故障的诊断方法和检修。

1、维修20/5t桥式起重机主交流接触器不吸合的常见故障。

2、维修20/5t桥式起重机副钩能下降但不能上升的常见故障。

3、维修20/5t桥式起重机主钩既不能上升又不能下降的常见故障。

4、维修20/5t桥式起重机起重机不能启动的常见故障。

5、维修20/5t桥式起重机吊钩下降时，接触器就释放（掉闸）的常见故障。

随着现代机械制造技术的不断发展，机械设备在工业企业中的作用和地位越来越重要。

桥式起重机作为现代化生产不可缺少的机械设备，由于作业环境复杂，工作方式特殊，发生故障的概率很高，起重机带病运转的现象普遍存在。

这里以20/5t桥式起重机的电气控制电路进行分析。

一、20/5t桥式起重机电气原理图如图2—5—1所示图2—5—1 20/5t桥式起重机的电路原理二、20/5t桥式起重机电气控制电路进行分析。

20/5t桥式起重机有两个卷扬机构，主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。

电路由两大部分组成：凸轮控制器控制大车、小车、主副钩等五台电动机的电路；用GQR-GECDD型保护柜保护五台电动机正常工作的保护控制电路。

1、主交流接触器KM的控制将副钩、小大车凸轮控制器的手柄置于“0”位，联锁触头AC1-7、AC2-7、AC3-7(9区)处于闭合状态，关好横梁栏杆门（SQ8、SQ9闭合）及驾驶舱门（SQ7闭合），合上紧急开关QS4,按下启动按钮SB，交流接触器KM线圈得电，主触点闭合，两副常开辅助触点闭合自锁。

KM线圈得电路径：FU1→1→SB→11→AC2→13→AC3-7→14→SQ9→18→SQ8→17→SQ7→16→QS4→15→KA0 →19→KA1→20→KA2→21→KA3→22 →KA4→23→KM→24→FU1KM线圈闭合自锁路径：后（W13）直接引入各电动机定子接线端。

桥式抓斗起重机电气控制系统机（简称桥抓）把各种辅材抓到各自的小仓，桥抓中各电动机使用凸轮操作控制接触器及变阻器的方式，问题很多，大大影响了正常生产。

笔者根据变频器、PLC广泛使用所表现出的优良性能，并考察某厂小型桥式起重机改造的方法，对我公司5000t/d生产线生料调配站的16t大型桥式抓斗起重机电气控制系统进行了改造。

关键词：桥式；抓斗起重机；电气；控制系统1原控制方式存在的问题1.1桥抓的结构组成桥抓结构主要由4部分组成：大车及行走机构（15kW2）、小车及行走机构（7.5kW）、抓斗起升机构(90kW)及抓斗开合机构(90kW)。

其中，大车及小车机构属于平移机构，主要带动起升机构及物料进行平移行走，抓斗起升机构主要是拖动物料上下运动，而抓斗开合机构主要作用是抓取及释放物料。

1.2传统电力拖动系统的缺点该桥抓电气拖动系统采用绕线式异步电动机转子回路串接电阻调速方式，是起重机械中最常见的调速方法。

该方法在使用中存在以下问题：1）设备故障率高：因工作环境差，粉尘、腐蚀性气体极易对电动机滑环、碳刷及接触器等造成不良影响，加之电动机启动频繁，电流及机械冲击大，因此日平均故障率可高达数次。

2）控制线路复杂：电动机调速级数越多，需要接入的接触器与变阻器就越多，这使得控制线路十分庞大复杂，故障点多。

3）功率损耗大：转子回路串入电阻后，电动机转差变大，机械特性变软，以热能形式释放的电动机损耗功率增多。

4）机械方面：由于电动机启动频繁，电流及机械冲击大，造成桥抓钢丝绳经常断裂。

主梁及导轨振幅增大，设备人员极其不安全。

5）调速范围窄：由于调速范围小，从而造成速度稳定性差，无法长时间低速下放重物。

1.3实际生产中存在的问题生料调配站中的桥抓在运行过程中负载的变化十分复杂，在拖动过程中对转矩要求高，特别要求调速系统在低速包括零速时应能输出较大转矩（150%额定力矩），动态响应快，能承受四象限力矩的变化。

尤其是抓斗的卷扬和开闭电动机在使用过程中反复承受无数次的倒顺转操作，经常受强电流、大力矩冲击，对电动机和机械部件损伤较为严重，故障率高，严重影响生产。

起重机的电气控制系统 The manuscript was revised on the evening of 2021起重机的电气控制系统一、概述起重机钢结构负责载荷支承；起重机机构负责动作运转；起重机机构动作的起动、运转、换向和停止等均由电气或液压控制系统来完成，为了起重机运转动作能平稳、准确、安全可靠是离不开电气有效的传动、控制与保护。

二、起重机电气传动起重机对电气传动的要求有：调速、平稳或快速起制动、纠偏、同步保持、机构间的动作协调、吊重止摆等。

其中调速常作为重要要求。

一般起重机的调速性能是较差的，当需要准确停车时，司机只能采取“点车”的操纵方法，如果“点车”次数很多，不但增加了司机的劳动强度，而且由于电器接电次数和电动机起动次数增加，而使电器、电动机工作年限大为缩短，事故增多，维修量增大。

有的起重机对准确停车要求较高，必须实行调速才能满足停准要求。

有的起重机要采用程序控制、数控、遥控等，这些技术的应用，往往必须在实现了调速要求后，才有可能。

由于起重机调速绝大多数需在运行过程中进行，而且变化次数较多，故机械变速一般不太合适，大多数需采用电气调速。

电气调速分为两大类：直流调速和交流调速。

直流调速有以下三种方案：✧固定电压供电的直流串激电动机，改变外串电阻和接法的直流调速；✧可控电压供电的直流发电机——电动机的直流调速；✧可控电压供电的晶闸管供电——直流电动机系统的直流调速。

直流调速具有过载能力大、调速比大、起制动性能好、适合频繁的起制动、事故率低等优点。

缺点是系统结构复杂、价格昂贵、需要直流电源等。

交流调速分为三大类：变频、变极、变转差率。

✧变频调速技术目前已大量地应用到起重机的无级调速作业当中，电子变压变频调速系统的主体——变频器已有系列产品供货。

✧变极调速目前主要应用在葫芦式起重机的鼠笼型双绕组变极电动机上，采用改变电机极对数来实现调速。

✧变转差率调速方式较多，如改变绕线异步电动机外串电阻法、转子晶闸管脉冲调速法等。

桥式起重机的电气控制电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制第八章：桥式起重机的电气控制学习目标:熟悉桥式起重机的基本结构、运动形式、主要技术参数及对电力拖动的要求掌握凸轮控制器控制的线路的组成、工作原理及保护环节了解PQR10B型主令控制器控制的线路的基本工作原理及联锁和保护熟悉桥式起重机常用的保护方法，会分析10t交流桥式起重机控制电路原理电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制第一节：桥式起重机概述案例：三峡1200/125t桥式起重机是世界上单钩起重量最大的起重机。

三峡工程1200/125t 桥式起重机主要用于吊装发电机组的转子(直径18.4米、重量1900吨)、定子等大型关键部件电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制第一节：桥式起重机概述起重机是一种用来起重与空中搬运重物的机通用的桥式起重机是机械制造工业中最广泛械设备，广泛应用于工矿企业、车站、港口、使用的起重机械，又称“天车”或“行车”, 仓库、建筑工地等部门。

它对减轻工人劳动它是一种横架在固定跨间上空用来吊运各种强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械物件的设备。

化起着重要作用，是现代化生产中不可缺少桥式起重机按起吊装置不同，可分为吊钩桥的工具。

起重机包括桥式、门式、梁氏和旋式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起转式等多种，其中以桥式起重机的应用最广。

重机。

其中尤以吊钩桥式起重机应用最广。

桥式类起重机又分为通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。

电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制一、桥式起重机的主要结构和运动形式电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制一、桥式起重机的主要结构和运动形式电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制桥式起重机的运动形式①起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动；②小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动③在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动实现重物在垂直、横向、纵向三个方向的运动电机与电气控制技术桥式起重机的电气控制二、桥式起重机主要技术参数(一)起重量又称额定起重量，是指起重机实际允许起吊小型：5 10t 的最大负荷量，以吨(t)为单位。

湘潭大学毕业论文题目：起重机设计专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：完成日期： 2010.6湘潭大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 18t桥式起重机设计学号： 2006183918 姓名：谢伟专业：机械设计制造及其自动化指导教师：陈格平系主任：一、主要内容及基本要求最大起升重量：18t 梁跨度：31500mm 起升速度：18～28m／min 起升高度：14m 起重机运行速度：80～95m／min起升机构运行速度40～45 m／min基本要求：1 根据上述要求，设计桥式起重机；2 设计计算说明书1份；3 总装配图1张，小车装配图1张，小车架结构图1张，18t桥式起重机总电路原理图1张；4 英文资料翻译，3000单词左右二、重点研究的问题1结构设计（小车运行起升机构）；2材料选择、主要参数的选择等；3各种强度计算和校核（如有未知条件可按通用机械方式自行设定）；4总电路电气原理的理解5 设计和制图表达。

三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1知识准备1～2周2总体技术方案设计及计算3～4周3总装配图绘制5～7周4拆化零件图，详细设计8～11周5纂写设计计算说明书，准备答辩12周四、应收集的资料及主要参考文献[1] 机械设计手册编委会主编，机械设计手册·起重运输机械零部件、操作件和小五金.北京：机械工业出版社，2007，3[2] 严大考、郑兰霞主编，起重机械.郑州：郑州大学出版社，2003，9[3] 余维张主编，起重机械检修手册.北京：中国电力出版社，1998，11[4] 杨长睽，傅东明主编，起重机械（第2版）.北京：机械工业出版社，1992，5[5] 机械设计手册编委会主编，机械设计手册.北京：机械工业出版社2007，2湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号2006183918 姓名谢伟专业机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目： 18t桥式起重机的设计评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。

桥式起重机点动控制电气回路
桥式起重机点动控制电气回路
桥式起重机是一种重型机械设备，用于在工业和建筑现场进行大型物体的垂直和水平移动。

在操作时，需要使用点动控制电气回路来实现机器的具体操作。

点动控制是通过控制电算术单元（CPU）来实现的。

在点动控制电路中，电源电路提供电子设备所需的电能，同时还可以限制电气机器的额定功率。

在点动控制过程中，采用的主要设备包括开关、继电器和布线系统。

点动控制电气回路的主要组成部分包括：
1.控制开关：用于开启和关闭电路，从而实现点动操作。

2.控制继电器：充当电路的“开关”，通过电磁作用在其内部产生磁场，使开关闭合或断开，从而控制起重机的运行。

3.功率继电器：用于控制电源电路，以确保电气机器不超出其额定功率。

4.布线系统：将所有电气设备连接到一起，确保电流能够顺利通过整个点动控制电路。

5. 供电系统：提供起重机所需的电源电压、电流和频率等。

在桥式起重机的点动控制电气回路中，控制开关的操作会导致控制继电器和功率继电器发生相应的动作。

控制继电器主要负责在
机器的起动、停止和变速时打开和关闭电路。

功率继电器负责限制电气机器的额定功率，并保护其免受电压波动的影响。

此外，在点动控制电气回路中，还需要使用一系列的保险丝和熔断器，以保障设备的安全和可靠性。

对于任何故障或电路问题，这些安全措施可以确保及时检测并恢复正常运行。

总之，桥式起重机点动控制电气回路是一种关键的电气系统，它可以确保起重机在操作过程中的安全和可靠性。

通过合理设计和正确使用，可以有效提高起重机的生产效率和作业质量。