QZT40起重机电气系统改造设计（360毕业设计网独家原创）
摘要：传统的塔式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制，采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速，将可编程序控制器与变频器结合应用于QZT40塔式起重机控制系统，其中PLC系统则采用西门子公司产品，大大提高了操作精度和稳定度;综合保护功能完善，便于及时发现、查找、处理故障；并且节约了能源。
关键词：QZT40塔式起重机 可编程序控制器 变频器
1引言
1.1国内外研究的水平和发展情况
二十一世纪是科学技术发展一日千里的时代，而时代的前进也要求先进的工业技术与其吻合并推动。随着我国工业制造的飞速发展，国内中大吨位QZT40塔式起重机的市场需求增长显著。大型吊装起重设备已由过去单一的抱杆方式，逐步扩大发展成为以高性能，更安全可靠的大型起重机为核心的吊装设备。而大型起重机机动性和作业灵活性也深受业内的青睐。
国内在这方面正逐步向大吨位发展。目前，国内专业生产大型起重机的厂家主要有中联重科，三一重工，抚挖等公司产品系列比较齐全，市场占有率较高。三一科技自2004年初进入履带式起重机的研发和生产领域至今，已成功开发出50t～900t共10个型号的全系列产品并全部实现销售。其900t履带式起重机顺利下线，标志着我国在大型、超大型履带式起重机的顺利下线，标志着我国在大型、超大型起重机自主研发领域已走在亚洲前列，成为目前亚洲最大吨位的履带式起重机。据悉，目前三一科技已具备3200t一下履带式起重机的开发能力。
目前，国外专业生产大型起重机的厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯—德
马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全，市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新产品LR1600/2,使其产品型谱更加完善。
1.2 PLC技术发展简介
在工业生产过程中，存在着大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行联锁保护。传统上，这些功能是通过继电器-接触器控制系统来实现的。但由于传统的继电器-接触器控制系统存在着比较明显的缺点，如体积大、可靠性差、动作速度慢、接线复杂、功能少、难以实现比较复杂的控制，因此其通用性和灵活性显得相对较差。
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、数据传送和数据处理等功能。
20世纪80年代以后，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持在30% ~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，日本的西门子电机（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。
目录
1引言..............................................................16
1.1国内外研究的水平和发展状况......................................16
1.2 PLC技术发展简介.....................................................16
1.3本课题研究的意义、主要内容及基本参数............................18
2方案论证..........................................................19
2.1方案二：采用鼠笼式电动机进行控制...............................19
2.2PLC变频器改造方案...............................................19
3总体方案设计......................................................21
3.1 硬件设计电气原理图................................................21
3.2部件的选择......................................................22
3.2.1电机的选用....................................................22
3.2.2变频器的选用..................................................22
3.2.3PLC产品的选用.................................................23
3.2.4常用辅助元件的选用...........................................24
3.3起重机变频调速系统的设计.......................................25
3.3.1系统控制的要求...............................................25
4QZT40塔式起重机变频调速系统软件设计...................................25
4.1QZT40塔式起重机检测的PLC控制梯形图设计...................................25
4.1.1进退机构工作的控制梯形图设计与分析、调试.....................25
4.1.2左、右运行机构工作的控制梯形图与分析、调试...................27
4.1.3升降机构工作的控制梯形图设计与分析、调试.....................28
4.1.4声光指示的控制梯形图与调试...................................30
4.2工作原理.......................................................30
4.3故障报警模块...................................................31
4.4系统抗干扰措施.................................................31
4.5系统调试......................................................31
4.6本章小结.......................................................32
5设计总结.........................................................32
6体会.............................................................33
7附录.............................................................34
8参考文献.........................................................40
参考文献
1.许正军，曾献辉，陈瑞琦.变频器的PC控制[J].电气自动化，2000.
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11.日本三菱公司FX系列可编程控制器PLC控制器使用手册.
12.汇川CS500起重专用变频器使用手册.
13.电动通用桥式起重机使用说明书
