变频器课程设计---起重机控制系统.doc

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： 起重机控制系统 系部名称： 自动控制系 专业班级： 生产过程自动化082班 姓 名： 刘西洋 学 号： 081416204 2011年04月 28日 设 计 任 务 书 设计目的： 起重机的行走电机多采用笼型异步电动机，用变频器驱动起重机的大车、小车行走机构电机，可以提高起重机工作的可靠性，降低维护工作量，减小电机起动和换速时的冲击。本设计的目的在于设计一种用变频器驱动的起重机行走电机的电气系统。 技术指标： 1、 大车电机功率为11KW，小车电机功率为2.2KW。 2、 大车、小车行走机构电机可以四档调速。 3、 变频器可以同时对三台电机实施控制。 目 录 第1章 系统分析………………………………………………………3 1.1 功能简介 1.2 方案选择 第2章 硬件电路设计…………………………………………………5 （主要介绍硬件电路中涉及的主要芯片的功能，以及主要电路的原理图） 第3章 软件设计……………………………………………………11 （主要介绍存储器地址分配，以及主程序和各主要功能子程序的程序流图。） 第4章 心得体会……………………………………………………14 附录一 程序清单………………………………………………15 参考文献………………………………………………19 第一章 系统分析 1.1 功能简介 一、控制系统由大车，小车组成。各部分构成如下； 大车运行机构。大车运行机构的大车采用一台电机，使用一台频频器进行控制，由于大车运行机构的工作频率较小为节约成本采用一台电机一台变变频器，变频器的选择以电动机额定功率为根据，通常选额定功率大一级的变频器。 小车运行机构。小车运行机构为一台电机单独运行，使用一台变频器，变频器的选择以所选电机的额定功率为根据，通常所选额定功率大一级的变频器，采用V/F控制方式，其刹车方式和大车运行机构相同，可采用自由停车方式。 二、电气控制系统 电气控系统主要包括操作面板和电气控制柜等单元，在该系统中需要控制较多的数字量输入根据设定的程序进行数据处理后输出控制信号，因此系统的控制面板和电气控制柜相互独立。 三、控制过程 在启动状态下各类设备应根据数据操作面版上的按钮输入来控制电机在启动和停止时通过检测变频器的输出频率，控制制动器的运行。 1.2 方案选择 基本操作方式如下； 接通电源，启动电机 按下大车运行按钮，大车启动，通过四个按钮改变大车速度。 按下小车运行按钮，小车启动，通过四个按钮来改变小车的速度。 第2章 硬件电路设计 （1）PLC选型 根据桥式起重机电气控制系统的控制功能要求及其复杂程度从经济行，可靠性等方面考虑，旋转西门子S7-200PLC为桥式起重机控制机主机，由于桥式起重机涉及较多的输入，输出端口，其控制过程相对简单，因此采用CPU224XP作为其控制系统主机。 （2）接触器 在其中就的控制系统中，其中所有的设备运行都是不连续的，而且根据控制面板上的按钮来进行控制运行的，因此需要PLC根据当前的工作情况以及按钮的情况来控制所有设备的启停，共需3个接触器，大车，小车，电磁制动接触器。 大车接触器；大车接触器包括两部分，一是控制正转的接触器，另一是控制反转的接触器，通过PLC输出的指令控制电动机的正反转和停止，从而控制大车的运行和停止。 小车接触器；小车接触器包括两部分，一是控制正转的接触器，另一是控制反转的接触器，通过PLC输出的指令控制电动机的正反转和停止，从而控制小车的运行和停止 电磁制动器接触器；电磁制动器接触器通过PLC输出的指令控制接触器的断开和闭合从而控制制动电磁器的运行和停止。 （3）．变频器 在此系统中，采用西门子MM440变频器，其为一通用变频器，能使用一切传动系统，采用了现代的先进的控制系统使的当负载突然增加时仍能保持控制的稳定性，其参数设置如下； 对于系统中的三个变频器采用通信控制，都有不同的变频器控制过程，只需将三种变频器的地址进行编号，在程序控制当中通过对不同的地址的变频器发送控制命令，实现对 不同变频器的控制，即对于控制不同设备的变频器设定参数P2011中的地址的值，在此系统中控制大车的变频器地址为1，小车的地址为2。 P0003 3 P0005 21 P0700 5 P1000 5 P2010 6 P2011 大车，小车分别为12 （4）．限位开关 在此系统中，共用了六个限位开关，前进限位开关，后退限位开关，左限位开关，右