桥式起重机的自动化改造

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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。

1．3 PLC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。目前PLC 应用范围之广，在工业自动控制中发挥着不可 替代的重要作用，钢铁、化工、石油、机械制造、汽车等领域对PLC的依赖程度也越来越高.控制模式的多样化发展是PLC 进步的成果之一，也是PLC功毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 17 页

双梁桥式起重机遥控功能的电气技术改造

双梁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、自动化的重要工具和设备。基于双梁桥式起重机的使用现状与运行特点，论文选择F24-60型工业无线遥控器为设计起点，对实现双梁桥式起重机遥控功能的电气控制线路进行了软件设计，并经过实践验证，将F24-60型工业无线遥控器投入到实际生产中。

标签：双梁桥式起重机；F24-60型工业无线遥控器；电气控制线路

0 引言

经多方面查找了解：工业无线遥控器是专门用来控制工程机械或工业设备的远程无线遥控装置。操作人员只需携带轻巧的发射器，自由走动并选择最佳安全视觉位置实行操作，清除以往由于视线不清、线控束缚、环境恶劣或指挥配合不当等因素造成的事故隐患。基于以上工业无线遥控器的优点，最终选用适用于双梁桥式起重机的F24-60型工业无线遥控器作为设计起点，对其双梁桥式起重机进行了遥控功能的电气控制线路设计，将双梁桥式起重机的遥控操作控制功能投入到了实际生产中。

1 F24-60型工业无线遥控器相关说明

F24-60型工业无线遥控器是利用无线电传输对工业机械进行远距离操作控制或远程控制的一种装置。F24-60型工业无线遥控器上具有2只5速万向型双摇杆，6只功能按键，4只三位置/两位置旋转开头，安全钥匙开关旋钮，LED及信号灯输出。

F24-60型工业无线遥控器采用可编程式继电器输出，使用Win95/98 相容软件，可规划继电器接点输出及比例式线性/对数响应等。甚至可以在更新版本软件推出时免费升级，改良现有行车之遥控性能，而完全不需额外费用。

2 双梁桥式起重机电气回路设计

2.1 双梁桥式起重机电气主回路设计

双梁桥式起重机电气主回路具有四台三相异步电动机：桥架大车行走用电动机两台，升降机用电动机一台，起重小车行走用电动机一台。双梁桥式起重机电气主回路由输入电压为三相380V交流电源供电。线路中所有电动机各自设计有过电流继电器作为分路过载保护，总的过载保护用过电流继电器串接在公共线上，特别指出的是，大车要共用一个过电流继电器，以实现大车电动机的同步运行保护功能。去电动机的电源线，其三相中只有两相通过各自的手操凸轮控制器，另一相直接接到电动机定子绕组上去。其电动机的控制特点是：可逆对称线路，转子串接不对称电阻。要实现电动机正反转控制，并且具有短路保护功能，需要

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1 / 21 1. 绪论

1.1概述

桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现实现生产过程机械化、自动化得重要工具和设备。所以桥式起重机在室外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以与物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。

桥式起重机的操纵方式一般为2种:多数为司机室的联动台操作,而小吨位起重机则可用地面手持按钮操作。但这2种操作方式都有其不足之处:操作人员易受厂房温度、粉尘、有毒气体、辐射等不良环境、不良气候因素的影响而身心疲惫降低工作效率;在起吊物品时操作人员易受视野所限需有地面操作人员配合,这既增大了安全隐患,又大大降低工作效率。所以,以增加作业安全,提高作业效率,改善劳动条件与方便操作为宗旨的起重机遥控操作方式,正在受到起重机用户的重视。

目前国起重机的遥控化改造主要停留在小吨位以凸轮控制器控制的起重机上,而大容量大吨位起重机的控制一般为QR1S型控制屏控制,是用主令控制器操作,较凸轮控制器而言主令控制器的闭合触点逻辑关系复杂,所以较难实现中间接口柜的设计。大部分设备经改造后很难与原有手动操作合。其原因是: 如果遥控器动作按钮太多易出现混乱、误操作和误动作,增加了操作的安全隐患;如果遥控器动作按钮过少,又无法满足多机构多挡调速的要求,所以大部分的桥式起重机的遥控化过程都是在空操线路基础上对线路的极度简化,简化的线路其电机的起动、调速、制动等过程的实际运行曲线很难和原有司机室控制的运行曲线一致。所以遥控器自身设计的动作点数少和桥式起重机本身要求的多动作点需要之间的矛盾,在很大程度上限制了遥控桥式起重机的发展。

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2 / 21 以QR1S 控制柜控制下的无线遥控桥式起重机的设计为例,就国吨位起重机无线遥控电气系统进行分析, 采用PLC 的计时、记数、移位与部继电器等基本功能,通过软件编程,实现仅靠继电器难以实现的复杂的逻辑控制,将遥控器的动作点功能加以扩展,从而使地面遥控过程和司机室操纵控制保持一样的拟合性曲线。

第 1 页 共 11 页 2024年桥式起重机大修项目及技术要求

1.1.所有零部件解体，并清点、统计损坏的零部件。

1.2.全部零部件解体后，用煤油清洗，并做测量、分析配合精度，精度达不到要求的，进行调整或更换新零部件。

1.3.各联轴器检查齿的啮合情况，磨损严重者进行更换，更换骨架密封圈，清洗加油。

1.4.减速机拆检、清洗、换油、更换或修复磨损的零件；疏通通气孔，并做好密封处理，不得有渗漏油现象；各轴承部位在空载1000rpm下转动10分钟，温升不得高于环境温度70C。

1.5.各轴承部位拆检、清洗、加油、更换或修复磨损的零件，各轴承部位在空载1000rpm下转动10分钟，温升不得高于环境温度70C。

1.6.整体除锈，必须将金属表面打磨平整、清理干净，不得有油漆、氧化物、焊接残渣等。

1.7.整体刷漆，先刷两遍防锈漆，再刷两遍橘红色面漆。（说明：各传动件外表面刷红色面漆，端面刷黑色面漆；安全栏杆刷黄色面漆。）。

2、基本大修项目及技术标准：

1.统一轮径，两主动轮偏差不得大于直径的0.5/1000，被动轮偏差不得大于1/1000mm。

2.轮缘磨损达到10mm的必须补焊轮缘并车削加工，并根据车轮垂直、运行同侧轮拉线找正车轮消除跑偏、啃轨现象 第 2 页 共 11 页 3.安装好的车轮组应用手转动灵活。车轮的轴心线与车轮的端面垂直度偏差不得大于L/400。

1.磨损的轴颈补焊并车削加工，满足Ra3.2的光洁度和尺寸公差（间隙配合者为d9、过渡配合者为k6）；椭圆度和圆锥度不大于0.03mm。

2.圆锥滚子轴承内外圈之间允许0.03-0.18mm的轴向间隙，轴承压盖的调整间隙在0.5-1.5mm的范围内。

3.轴与轴瓦的允许间隙（单位：mm）

4.键槽间隙过大或滚键的轴应补焊后重新加工键槽，补焊后轴不得有弯曲。对于直径大于55mm的轴可以在偏转120的位置重新加工键槽。

1、起升机构减速机第一根轴上齿轮磨损不得超过原齿厚的5%，其它齿轮磨损不得超过原齿厚的20%；行走机构减速机第一根轴上齿轮磨损不得超过原齿厚的10%，其它齿轮磨损不得超过原齿厚的30~40%；