吊车变频调速系统设计

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书（毕业论文）

题 目：多功能吊车变频调速系统设计 学生姓名： 学 号： 专 业：自动化 班 级： 指导教师：

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多功能吊车变频调速系统设计

摘要

随着电力电子元件的迅速发展，变频调速的应用己越来越广泛，利用变频器拖动电动机改善了传统吊车起动电流大，耗能大，效率低等缺点，可以实现无级调速，方便的进行加减速控制。而PLC 以其全新的控制理念,崭新的控制系统结构以及强大的控制功能成为控制仪器的首选。

本设计选用西门子S7-200 PLC和MM-440变频器控制吊车的交流调速系统，该系统由可编程控制器、变频器、电机等组成，采用PLC来控制变频器调速，充分发挥可编程控制器的高可靠性、灵活性、通用性、扩展性等优点。通过PLC控制变频器的多功能输入端、实现电机的多级调速，完成了PLC控制变频器调速系统的方案设计和全部的控制系统设计。

设计主要针对的是电机的多段速调速，由PLC控制大车、小车、提升机构的启动及运行，同时PLC必须时时检测变频器故障信号，并监控频率输出及电流输出，防止事故的发生。变频器接收到PLC的控制信号后通过改变电源频率f去改变电动机的转速n，从而达到调速控制。

关键词: 变频调速；可编程控制器；变频器；吊车

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Frequency Conrol System For Multi-crane

Abstract

With

the rapid development of power electronic components, frequency control

applications has been more widely used to improve the traditional inverter cable car drag motor starting current, high energy consumption, low efficiency, can realize stepless speed regulation,convenient for acceleration and deceleration control.The PLC control with its new ideas, new control system structure and control functions as control of the powerful instrument of choice.

This design uses Siemens S7-200 PLC and MM-440 converter cable car AC speed control system, the system consists of transducer, programmable controllers, motor etc., using PLC to control the inverter speed, fully programmablecontroller with high reliability, flexibility, versatility, scalability and so on.PLC control function through the input of the inverter, the motor of the multi-speed, complete control of Frequency Control System PLC program design and all of the control system design

Primarily designed for the multi-speed motor speed, controlled by the PLC cart, trolley, lifting mechanism of the start and running, while PLC fault signal converter must always test and monitor the frequency output and current output, prevent accidents.Inverter receives the control signal PLC power supply by changing the frequency f to change the motor speed n, so as to achieve speed control.

Keywords：Frequency ；Programmable Controller ；Inverter ；Crane

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目 录

摘要.................................................................... I Abstract............................................................... II 第一章 绪论............................................................. 1 1.1 多功能吊车电气传动技术的国内外发展概况.............................. 1

1.2 传统吊车控制系统的特点和存在问题 ................................ 2 1.3 吊车调速技术的发展现状 .......................................... 3 1.4 本课题的研究意义和内容 .......................................... 4 第二章 多功能吊车的变频调速............................................. 6

2.1 电机调速指标 .................................................... 6 2.2 调速方式选择 .................................................... 7 2.3 变频器 .......................................................... 8 2.4 变频调速 ........................................................ 9

2.4.1 变频调速原理............................................... 9 2.4.2 变频调速优点.............................................. 10 2.4.3 变频调速控制方式.......................................... 11 2.5 变频器调速系统实现程序控制的方法 ............................... 12 第三章 多功能吊车调速控制系统总体方案.................................. 13

3.1 多功能吊车简介 ................................................. 13 3.2 吊车各机构特点 ................................................. 13 3.3 变频调速控制要求 ............................................... 14 3.4 吊车控制系统对调速系统的主要技术要求 ........................... 16 3.5 PLC概述........................................................ 16

3.5.1 PLC发展前景 .............................................. 16 3.5.2 PLC的结构 ................................................ 16 3.5.3 PLC优点 .................................................. 17 3.6 主令控制器 ..................................................... 18 3.7 多功能吊车制动方法及制动电阻的选择 ............................. 18 3.8 总体设计思路 ................................................... 19 第四章 硬件设计及器件选择.............................................. 21

4.1 吊车有关注意事项 ............................................... 21 4.2 PLC及扩展模块的选择............................................ 21

4.2.1 PLC的选择 ................................................ 21 4.2.2 PLC扩展模块的选择 ........................................ 23 4.3 电机的选择 ..................................................... 24 4.4变频器的选择.................................................... 26 4.5 主令控制器的选择 ............................................... 27 4.6 PLC与变频器连接注意事项........................................ 28 4.7系统设计........................................................ 29 4.8参数设置........................................................ 29 第五章 软件设计........................................................ 30

5.1软件选择........................................................ 30 5.2程序设计........................................................ 30

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5.3行车机构程序设计................................................ 32 5.4起升机构程序设计................................................ 33 结束语................................................................. 36 参考文献............................................................... 37 附录A ................................................................. 39 附录B1 ................................................................ 40 附录B2 ................................................................ 41 附录B3 ................................................................ 42 附录B4 ................................................................ 43 附录C ................................................................. 44 附录D ................................................................. 46 致谢................................................................... 47

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