桥式起重机的PLC控制系统设计开题报告.docx

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桥式起重机的PLC控制系统设计开题报告

桥式起重机的PLC控制系统设计开题报告

毕业设计（论文）

开题报告

题目:

桥式起重机的PLC控制系统设计

院系名称：

电气工程学院专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

教师职称：

高级工程师

2013年03月15日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000~4000字左右的文献综述：

文献综述

1.1桥式起重机概述

法兰泰克桥式起重机（BridgeCrane）是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重机械。

由于它两端坐落在高大的水泥柱上或金属支架上，形状似桥，所以俗称“天车”和“行车”。

它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。

桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。

所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。

它对减轻工人劳动强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械化起着重要作用，是现代化生产中不可缺少的工具。

起重机包括桥式、门式、梁氏和旋转式等多种，其中以桥式起重机的应用最广。

桥式类起重机又分为通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。

法兰泰克单梁桥式起重机，双梁桥式起重机是新一代的革新产品，性能优越，结构紧凑，净空间尺寸小，能充分利用厂房的有效空间。

充分考虑了客户的需求，使客户在使用过程中增加了安全性和舒适性。

标准配置为小车变频和大车变频，使行车运行平稳、可靠，可根据客户现场工况的需要配置起升变频或双葫芦运行。

1.2PLC概述

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

可编程程序控制器（ProgrammableControler），PLC（pragrammableLagiccantroler），即是可编程逻辑控制器。

其采用计算机结构，主要包括CPU,存储器、输入、输出接口及模块、通讯接口及模块、编程器和电源六个部分。

如图1所示，PLC内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。

外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的愉入变量，他们经PLC外部输入端子输入到内部寄存器，经PLC内部逻辑运算或其他各种运算处理后送到输出端子，作为PLC的输出变量，对现场设各进行各种控制。

图1可编程控制器示意图

1.3研究背景意义

随着工业生产规模的不断扩大，桥式起重机也得到了迅速的发展。

桥式起重机主要应用室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。

它具有上下起升、前后平移、左右平移的功能，其主要由电气控制系统和机械系统组成。

本设计是桥式起重机的电气控制系统的设计。

传统桥式起重机的控制系统主要采用交流绕线转子串电阻的方法进行启动和调速，继电接触器控制，这种控制系统的主要缺点有:

1桥式起重机工作环境差，工作任务重，电动机以及它所串的电阻烧损和断裂故障时有发生。

2继电接触器控制系统可靠性差，操作复杂，故障率高。

3转子+电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想。

所串的电阻长期发热，易产生故障，电能浪费大，效率低。

针对上述问题，本设计将利用可编程控制器对桥式起重机进行编程、调试，进而实现桥式起重机的半自动化。

解决了以往所使用的起重机容易造成电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转于所串电阻烧损和断裂等故障，并且降低了工人维修量和生产的维修费用，另外，PLC控制系统的引入大大提高了起重机的操作精度和稳定度，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。

可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。

可编程控制器对用户来说，是种无触点设备。

目前，可编程控制器的应用已成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及推广应用。

可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的优势:

可靠性高，PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件，它的连线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短二易操作性，程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行史改;灵活性，PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言，编程方法的多样性使编程简单、应用而拓展。

操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易。

总之，PLC在桥式起重机控制系统的应用大大提高了工作性能，减轻工人的劳动强度。

因此，PLC在该方面的应用具有重要的实用意义和推广价值。

1.4系统方案设计

一个完整的基于PLC控制的桥式起重机电气系统，主要由六大模块组成，分别为：

1）配电保护模块

2）主起升机构模块

3）副起升机构模块

4）大车运行机构模块

5）小车运行机构模块

6）PLC控制模块。

通过联动台上的主令控制器、按钮等手动控制装置，把信号传递给PLC的输入模块，CPU内的程序对这些信号进行处理，再由输出模块输出控制信号控制中间继电器、指示灯、报警器、显示装置等。

中间继电器带动大的接触器，进一步控制起重机各机构电机的启动、停止及运行。

各种保护信号如限位开关、过流继电器、门开关、超载限制器等也将信号反馈到PLC的输入模块，起到安全保护的作用。

图2系统方案流程图

参考文献

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机械工业出版社，2010.1

[2]高安邦，等.机电一体化系统设计实例精解[M].北京：

机械工业出版社，2008

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机械工业出版社，2008

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机械工业出版社，2008

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[12]周建清.机床电气控制项目式教学[M].北京：

机械工业出版社，2008

[13]沈志雄.金属切削机床[M].北京：

机械工业出版社，2008

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[18]AShrafSalahElDinZeinElDin.PLC-BasedSpeedControlofDCMotor[J].

毕业设计（论文）开题报告

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

2.1研究任务

1.根据I／0信号进行选择，包括输入输出信号的数量、性质、参数和特性要求等选定合适的PLC。

2.如何能够使桥式起重机进行安全控制，例如：

怎样设置电铃或警报装置、怎样设置各种限位开关、怎样设置紧急开关等，安全不可忽视，需要设计者仔细研究。

2.2解决途径

1.根据I／0信号进行选择，包括输入输出信号的数量、性质、参数和特性要求等了解不同的PLC的特性，对欧姆龙PLC、西门子PLC、三菱FX系列PLC等PLC进行了解，决定使用正确的PLC。

2.进行安全操作应通过控制手柄或控制台给PLC输入信号，来完成桥式起重机各部分的动作，上文提到的几个问题通过思考发现需要在设计时做到以下几点：

（1）设置电铃或报警装置，在出现故障时，可进行报警。

在起重机动作之前应该报警，电铃未响之前，起重机无动作；

（2）设置各种限位开关，包括主起升限位、副起升限位、小车前进限位、小车后退限位、大车左行限位、大车右行限位等开关在到位时切

（3）设置紧急断电开关，在必要时迅速切断总电源。

紧急断电开关的结构形式，应该是不能自动复位的。

毕业设计（论文）开题报告

指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年月日

系（教研室）审核意见：

负责人：

年月日