多点多地控制系统的设计

轮式起重机轮式起重机 一轮式起重机简介一轮式起重机简介 1 1 轮式起重机的特点 1 2 轮式起重机的发展 1 3 轮式起重机的主要构成 1 4 轮式起重机的主要参数 二电气控制系统设计二电气控制系统设计 2 1 设计要求 2 2 电机主电路 2 2 1 起升机构电路 2 2 2 回转机构电路 2 2 3 变幅机构电路 2 2 4 主臂伸缩机构电路 2 3 控制系统电路 2 3 1 起升机构控制系统电路 2 3 2 回转机构控制系统电路 2 3 3 变幅机构电路控制系统电路 2 3 4 主臂伸缩机构控制系统电路 三三 PLC 类型选择及类型选择及 四设计心得四设计心得 五参考文献五参考文献 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 360 旋转作业 作业场地相对稳定 行驶速 度可达 50km h 液 压 起 升 马 达 特 制 专 用 底 盘 H型液压支腿 驾驶室 起重操纵室 主臂角度 检测器 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 变幅油缸 主起重臂 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 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 根据具体要求选择了三菱系列 型 型其基本单元集成的 I O 点为 且 性价比较高 接线图 点分配 SB3X000SB10X031 SB1X001SB11X032 SB2X002SA4 1X033 SA1 1X003SA4 2X034 SA1 2X004SQ5X035 SQ1X005SQ6X036 SQ2X006KM1Y000 SB6X010KM2Y001 SB4X011YAY002 SB5X012KM3Y004 SA2 1X013KM4Y005 SA2 2X014KM5Y010 SB9X020KM6Y011 SB7X021KM7Y012 SB8X022KM8Y014 SA3 1X023KM9Y015 SA3 2X024KM10Y016 SQ3X025 SQ4X026 SB12X030 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 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 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