起重机大、小车行走驱动系统设计(1).doc

起重机大、小车行走驱动系统设计河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称： 交流调速系统与变频器应用 课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计 系部名称： 自动控制系 专业班级： 自121 姓 名：李少光 学 号： 121415127 2015年 01月03日目录第1章 总括1 1.1 引言1 1.2 方案的选择1 1.3 设计目的、要求及设备2第2章控制系统电气原理3 2.1 硬件电路设计32.1.1 系统连接图3 2.2系统原理图4 2.3 变频器的参数及PLC的I/O地址分配5第3章 PLC软件设计及程序调试6 3.1USS协议指令63.1.1 USS_INIT指令63.1.2 USS_CTRL指令6 3.2 PLC程序设计7 3.3 程序的调试7第4章 力控组态的开发与调试7 4.1 力控组态的开发7 4.2 力控组态的调试8第5章 心得体会9附录110第1章 总括1.1引言起重机的电机驱动主要有起升机构、大车、小车行走机构,电机主要采用绕线式异步电动机及鼠笼式异步电动机。起动时冲击电流大,设备冲击严重,噪声大,影响设备使用寿命及定位精度。近年来随着变频器技术发展,以其优越的起制动控制特性,在各种行业得到了广泛应用。在起重机中起升机构采用变频器驱动后,可用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。由于变频器驱动时,电机起动冲击电流小,转速变化非常平稳,起升、行走定位也较准确,提高了生产效率。1.2方案的选择根据起重机驱动的特性和技术有要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440作为大、小车行走机构的电机驱动，MM440是一种通用型矢量控制变频器，功能强，价格低，能够充分满足行走机构的要求。起重机大车运行方向有前后，小车运行方向有左右要求，根据运行需要分为1-3档，采用一台三相异步电动机。起重机整个电气系统有S7-200系列PLC控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。1.3设计目的、要求及设备设计目的：设计一个起重机大车和小车变频调速控制系统：大车两台电机，小车一台电机。电机速度选择均有高中低三档。控制大车两台电机的前后行驶，前后极限位置设有极限开关。控制小车电机的左右行驶，左右极限位置设有极限开关。设计要求：1、采用西门子S7-200PLC和MM440变频器。2、 大车和小车高中低三段速度对应电机的供电频率分别为50Hz、40Hz和30Hz。3、要求就地和远程控制，采用力控组态软件进行远程控制。设计所需的设备：1.设计所需的硬件设备主要是实验室常用的实验设备，详见（表1-1）。设计所需的硬件设备三相交流异步电动机（一台）西门子S7_200PLC西门子MM440变频器RS485通讯数据线实验平台的I/O数据点表1-12.设计所需的软件设备设计所需的软件设备STEP7microWINE力控组态软件表1-2在设计中，如果需要可以自选其他的实验设备，这里就不做过多的介绍。第二章 控制系统电气原理2.1硬件电路设计2.1.1 系统连接图 大车行走驱动连接图，如图2-1所示。 图1-1 图2-22.2系统原理图 大车行走驱动原理图，如图2-3所示。图2-3 小车行走驱动原理图，如图2-4所示。图2-4第三章 PLC的I/O地址分配3.1PLC的地址分配PLC的地址分配见下3-1表所示。参数地址说明参数地址说明I1.0大车前行I0.0小车右行I0.7大车后退I0.4小车左行I1.4大车前限位开关I0.5小车左限位开关I1.5大车后限位开关I0.6小车右限位开关I1.1大车一档I0.1小车一档I1.2大车二档I0.2小车二档I1.3大车三档I0.3小车三档VD2500大车显示VD2000大车显示Q0.1大车运行指示灯Q0.0小车运行指示灯Q0.3大车通讯指示灯Q0.2小车通讯指示灯表3-1第四章 变频器主要参数的设置4.1变频器的主要参数设置 首先将电机铭牌上的所有参数输入P0304-P03011,大车变频器应输入几个点电机的总电流和总功率，并且变频器带动电动机应工作在线性频率/电压特性，1-3档速度变化采用固定频率设定。一档=30HZ，二档=40HZ,三档=50HZ。主要参数设置如下表2-5:参数号参数值说明 P0700 5 P1000 5通过COM链路USS设定 P1001 30一档频率 P1002 40二档频率 P1003 50三档频率 P2010 6 P2011 0或1 电动机类型表4-1第5章 PLC软件设计及程序调试5.1 USS协议指令 USS-INIT指令 USS-INIT主要应用于允许和初始化或禁止MICROMASTER变频器通信。指令格式如图5-1所示：图5-1该指令各点的介绍：EN:当EN输入接通时，每一次扫描均执行该指令。Mode：选择不同的通信协议。Baud：设置波特率。Active：指示哪个变频器激活。USS-CTRL指令 USS-CTRL指令用于控制激活的MICROMASTER变频器。指令格式如图5-2所示：图5-2该指令各点的介绍：EN：接通使能USS-CTRL。RUN：指示变频器是否接通。Resp-R:位应答来自于变频器的相应。F-ACK：位用于应答变频器的相应。DIR:位指示变频器应向哪个方向运动。Drive：是MICROMASTER的变频器的地址。Dype:选择变频器的类型。Speed_SP:变频器的速度。Error：错误字节。Status：变频器返回的状态字的原始值。Speed：变频器的速度。RUN-EN：指示变频器是运行还是停止。D-Dir:指示变频器运行的方向。Inhibit：指示变频器禁止位的状态。Fault：指示故障位的状态。5.2 PLC程序设计该设计的PLC程序主要运用STEP-7编程软件编写，详细程序见附录一。第6章 力控组态的开发及调试6.1 力控组态的开发 力控组态直观的反映了工业现场的工作状态，在现在的工业生产中得到了广泛的运用。这里就不做详细的介绍了。该设计的组态环境如图5-1所示：图6-1在使用力控组态进行监控的时候，还需要进行各种I/O点的分配如图5-2所示，其它的这里就不做过多的介绍。图5-25.2 力控组态的调试 打开运行进入组态监控画面，出现如图5-3所示的画面，然后进行调试就能出现相应的大车和小车的运行速度。图5-3第7章 心得体会 经过一个星期的课程设计，过程曲折可谓一言难尽。在此期间遇到了很多我们一时无法解决的问题。充分认识到了自己在学习和实践中的不足。同时认识我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工