多点多地控制系统的设计.docx

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多点多地控制系统的设计

一轮式起重机简介

1.1轮式起重机的特点………………………………………………………………3

1.2轮式起重机的发展………………………………………………………………3

1.3轮式起重机的主要构成…………………………………………………………4

1.4轮式起重机的主要参数…………………………………………………………4

二电气控制系统设计

2.1设计要求…………………………………………………………………………5

2.2电机主电路………………………………………………………………………5

2.2.1起升机构电路…………………………………………………………………6

2.2.2回转机构电路…………………………………………………………………6

2.2.3变幅机构电路…………………………………………………………………7

2.2.4主臂伸缩机构电路……………………………………………………………7

2.3控制系统电路……………………………………………………………………8

2.3.1起升机构控制系统电路………………………………………………………9

2.3.2回转机构控制系统电路………………………………………………………10

2.3.3变幅机构电路控制系统电路…………………………………………………11

2.3.4主臂伸缩机构控制系统电路…………………………………………………12

三PLC类型选择及……………………………………………………………13

四设计心得………………………………………………………………………14

五参考文献………………………………………………………………………15

一轮式起重机简介

1.1轮式起重机特点：

现代工业企业要求有各种类型的起重机械来满足企业物流机械化需求，又要有效地运用和增加设备的利用能力，以达到最经济的效果。

在现代生产中，起重机械被广泛应用于各种物料的起重、运输、装卸、安装和人员输送等作业中，起重机已经成为生产流水作业中的主体设备组成部分，实现生产过程的机械化和自动化。

本文根据现有的起重机及相关资料，以模块的方式论述了轮式起重机简介及其用途、分类及其相关的参数、总体构造、液压系统的组成。

轮式起重机——起重工作装置和设备装设在专门设计的自行轮胎底盘上的起重机。

车架为刚性悬挂，只有一个驾驶室，发动机布置在回转平台上；轴距较小，转弯半径小、全轮转向、吊重行驶，可360º旋转作业，作业场地相对稳定，行驶速度可达50km/h；

主起重臂

变幅油缸

1.2轮式起重机发展：

轮式起重机是工程起重机械的一个主要机种。

近年来,随着各国经济的迅速发在

港口、地铁、高速公路等方面的公共投资不断扩大,石油化工、冶炼设备、电站、

桥梁工程和高层建筑逐年增加,促进了轮式起重机向大型化、液压化、轻量化、

自动化等方向发展,使其在产品结构和整机性能方面都达到了很高的水平。

因囿

于见闻,本文仅从以下几方面提供一些有关情况。

一、液压伸缩份起皿机向大吨

位发展,但析架份汽车起,机仍然占有相当大的市场近年来,美国、西德等国家都相

继制造了起重量吨200吨以上的大型伸缩臂汽车起重机,其中最突出的是西德。

1981~1983年,西德有4家公司德马克、利布海尔、哥特瓦尔德、克鲁伯先后制造

了起重量300/400吨的大型伸缩臂起重机。

其中,哥德瓦尔德公司的AMK400-93

型（最大起重量400吨）已在市场出售,每台售价420万马克（1马克折合人民币

0.75~0.8元—编者注）。

此外,利布海尔公司也于1983年11月将10台LT一1300

型伸缩臂起重机（最大起重量300吨）投放市场,每台售价280万马克。

制造这

种大型伸缩臂起重机的目的是为了代替起重量300/400吨的析架臂汽车起重机。

德马克公司在市场分析中指出：

欧洲市场所需要的100吨以上的汽车起重机几乎

全部是伸缩臂起重机,只是400吨以上的大型起重机仍然是析架嘴起重机占统治

地位。

但是,、对于起重量在100~400吨之间的汽车起重机,究竟采用哪种臂架形

式好的问题,目前西欧的起重机行业尚无定论。

当额定起重量相同时,析架臂汽车

起重机的提升高度要比伸缩臂起重机高得多,价格也便宜得多。

然而,伸缩臂起重

机在安装运输和行驶性能方面具有很大的优点。

它可以将全部臂架预先装在本身

的台车上运输,安装时间短（约为析架臂的一半）。

且可在公路上高速行驶,行驶速

度达到60~70公里/小时。

而析架臂起重机不仅安装费时,还需要至少一台车辆来

运输臂架。

在软质地基上工作时,往往因太重而通行困难。

此外,对起重机址重要

的要求是增加刚度、降低轴荷,且轴荷分布要均匀。

在这方面,析架臂起重机比伸

缩臂起重机更能满足要求。

综上所述,对于伸缩臂与析架臂的选择问题,应当根据

作业特点、起重量大小、现场行驶条件等因素来综合考虑。

二、全越野起重机发

展迅速

近年来,全越野起重机在欧美和日本都得到了飞速发展,需求量急剧增加。

这是介

于汽车起重机与越野起重机之间的一个新机种。

其特点是既具有汽车起重机快

行驶的优点,又具有良好的越野性能。

在1983年慕尼黑国际博览会上,展出了各种

型式的全越野起重机。

这种起重机与原来的越野起重机类似,但结构更紧凑,行驶

速度更快,一般情况下的容许轴荷不超过12吨。

目前,其系列已由25/30吨级发展

到80/90吨级。

西欧市场上销售的全越野起重机的最大起重量达80吨。

大多

数全越野起重机为2~4桥,现在开始生产多桥的。

如哥德瓦尔德公司的AMK86

一52型80吨级采用五桥,利布海尔公司正在研制起重量140吨的六桥全越野起

重机。

与越野起重机不同,几乎所有的全越野起重机均设有两个司机室,上、下车

各装一个。

上车操纵台操纵臂架的动作,下车司机室操纵所有传动系统的转换。

美国格罗夫公司的经验证明,采用两个司机室更为经济

1.3轮式起重机的主要构成：

起升机构、回转机构、变幅机构、支腿伸缩机构、力矩限制器

1.4轮式起重机的主要参数：

1..4.1额定起重量（Q）——指起重机基本臂处于最小幅度时在能安全起吊重物的最

1.4.2有效幅度（R）——指在额定起重量下，起重机回转中心轴线至吊钩中心的水平距离。

吊臂工作角度一般为30°～75°；

1.4.3起重力矩（M）——指最大额定起重量和相应工作幅度的乘积。

1.4.4起升高度（H）——指吊钩升至最高极限位置时，吊钩中心至支撑面的距离；

1.4.5工作速度（V）——指起升速度、变幅速度、回转速度、吊臂伸出（或缩回）速度。

起升速度——指起升卷筒在最大工作速度下相应的吊钩速度。

吊臂头部最大圆周速度≤180m·min-1，起动时间在5～8min以内。

当回转半径为10m时，回转速度≤3r·min-1，大型起重机回转速度为1.5～2r·min-1。

1.4.6起重机的通过性——指起重机正常行驶时通过各种道路的能力。

包括车桥、车架的结构参数（如车桥离地间隙、轮距、轴距等）、最大爬坡度、转弯半径等。

二电气控制系统设计

2.1设计要求

2.1.1实现对同一台电机的两地控制；

2.1.2两地控制的操作均能实现点动及长期运行的功能；

2.1.3能实现单方向行程保护；

2.1.4系统包含短路及过载保护机构；

2.2电机主电路

2.2.1起重机构电路

2.2.2回转电路

2.2.3变幅机构电路

2.2.4伸缩机构电路

2.3.1起升机构控制系统电路

FR1为熔断器，按钮SB3为紧急按钮，当按下时电机停止运行，SB1为长动按钮，SA1为刀闸，当接左边时电机正转，接右边时电机反转，SB2为点动按钮，YA为电磁抱闸装置，防止电机停转时，由于重物的拉升造成机械的损伤。

SO1与SQ2为行程按钮，防止吊钩拉升或收缩时对机械造成损伤，当SA1置于左边时，按下SB1，接触器KM1得电吸合，线圈KM1得电，电机正转，并且常闭触点KM1断开，起到互锁作用，同理SA1置于右边时，按下SB1电机反转，按下SB2就可实现点动。

2.3.2回转机构控制系统电路

FR2为熔断器，按钮SB6为紧急按钮，当按下时电机停止运行，SB4为长动按钮，SA2为刀闸，当接左边时电机正转，接右边时电机反转，SB5为点动按钮。

当SA2置于左边时，按下SB4，接触器KM4得电吸合，线圈KM4得电，电机正转，并且常闭触点KM4断开，起到互锁作用，同理SA2置于右边时，按下SB4电机反转，按下SB5就可实现点动。

2.3.3变幅机构电路控制系统电路

FR3为熔断器，按钮SB9为紧急按钮，当按下时电机停止运行，SB7为长动按钮，SA3为刀闸，当接左边时电机正转，接右边时电机反转，SO3与SQ4为行程按钮，防止吊钩拉升或收缩时对机械造成损伤，SB8为点动按钮。

当SA3置于左边时，按下SB7，接触器KM6得电吸合，线圈KM6得电，电机正转，并且常闭触点KM6断开，起到互锁作用，同理SA3置于右边时，按下SB5电机反转，按下SB8就可实现点动。

2.3.4主臂伸缩机构控制系统电路

FR4为熔断器，按钮SB12为紧急按钮，当按下时电机停止运行，SB10为长动按钮，SA4为刀闸，当接左边时电机正转，接右边时电机反转，SB11为点动按钮。

SO5与SQ6为行程按钮，防止吊钩拉升或收缩时对机械造成损伤，当SA4置于左边时，按下SB10，接触器KM7得电吸合，线圈KM4得电，电机正转，并且常闭触点KM7断开，起到互锁作用，同理SA4置于右边时，按下SB10电机反转，按下SB11就可实现点动。

三PLC选择及PLC梯形图

根据具体要求选择了三菱系列ＦＸ１ｎ——６０ＭＲ——００１型

ＦＸ１ｎ——６０ＭＲ——００１型其基本单元集成的I/O点为３２/２４，且性价比较高

ＰＬＣ接线图

Ｉ/Ｏ点分配

SB3

X000

SB10

X031

SB1

X001

SB11

X032

SB2

X002

SA4-1

X033

SA1-1

X003

SA4-2

X034

SA1-2

X004

SQ5

X035

SQ1

X005

SQ6

X036

SQ2

X006

KM1

Y000

SB6

X010

KM2

Y001

SB4

X011

YA

Y002

SB5

X012

KM3

Y004

SA2-1

X013

KM4

Y005

SA2-2

X014

KM5

Y010

SB9

X020

KM6

Y011

SB7

X021

KM7

Y012

SB8

X022

KM8

Y014

SA3-1

X023

KM9

Y015

SA3-2

X024

KM10

Y016

SQ3

X025

SQ4

X026

SB12

X030

PLC梯形图

四．设计心得

通过这次课程设计，收获很多，我们也花了很多心血，在整个设计过程中，我们查阅了很多资料，我们学习了关于轮式起重机的一些简单知识，ＰＬＣ的一些简单知识，在设计过程中又把以前学的很多东西又重新学习了一遍，俗话说实践才是检验真理的唯一标准，只有通过自己去真实的做，才能知道自己哪些不会，才能去补缺补差，让我们更加充实自己，也能知道我们在大学四年当中学到了什么，在设计过程中遇到很多麻烦，在同学的帮助下一一解决，主要是电气控制图的优化比较花心思！

五．参考文献

1.顾绳谷．电机与拖动基础．机械工业出版社，1980

2.方承远．工厂电气控制技术．北京：

机械工业出版社，2002

3.齐占庆.机床电气控制设备.机械工业出版社，1987

4.杨玉娟.机床电气控制.机械工业出版社，1986

5.赵秉衡.工厂电气控制设备.冶金工业出版社.2001

6.李仁．电器控制．北京：

机械工业出版社，1998

7.赵明．工厂电气控制设备．北京；机械工业出版社，1985

8.陈远龄．机床电气自动控制．重庆：

重庆大学出版社，1999

9.工厂常用电气设备手册．北京：

中国电力出版杜，1998

10.陈本孝．电器与控制．武汉：

华中理工大学出版社，1996

11.熊葵谷．电器逻辑控制技术．北京：

科学出版社，1998