辽宁广播电视大学本科毕业设计论文
主令控制器的结构如图3-1所示。图1中编号1与7为固定于方轴上的凸轮块；3是静触头；4是动触头，固定于绕轴6转动的支杆5上。当转动方轴时，凸轮块随之转动，当凸轮块的凸起部分转到与小轮8接触时，推动支杆5向外张开，使动触头4离开静触头3，将被控回路断开。当凸轮的凹陷部分与小轮8接触时，支杆5在反力弹簧作用下复位，使动、静触头闭合，从而接通被控回路。这样安装一串不同形状的凸轮，可使触头按一定顺序闭合与断开。
图3-1 主令控制器结构原理图
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第四章 PLC控制的桥式起重机设计
4.1 系统硬件构成
PLC控制的桥式起重机变频调速系统框图如图4-1所示。 桥式起重机大车、小车、主钩，副钩电动机都需独立运行，大车为两台电动机同时拖动，所以整个系统有5台电动机，4台变频器传动，并由4台PLC分别加以控制。
图4-1 PLC控制的桥式起重机系统框图
桥式起重机PLC控制系统主要包括：
（1）可编程控制器：完成系统逻辑控制部分。控制电动机的正、反转、调速等控制信号进入PLC，PLC经处理后，向变频器发出起停、调速等信号，使电动机工作，是系统的核心。
限位与保护 小车操作杆 升降操作杆 小车变频器 小车电动机 主钩电动机 副钩电动机 大车制动器 小车制动器 升降制动器 大车操作杆 大车变频器 大车电动机 可编程序控制器升降变频器 升降变频器 第 27 页
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（2）变频器：为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的调速。
（3）制动电阻：起重机放下重物时，由于重力加速度的原因电动机将处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到变频器直流电路中，使直流电压不断上升，甚至达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路里的能量消耗掉，使直流电压保持在允许范围内。制动电阻就是用来消耗这部分能量的。
桥式起重机大车、小车、副钩、主钩电动机工作由各自的PLC控制，大车、小车、副钩、主钩电动机都运行在电动状态，控制过程基本相似，变频器与PLC之间控制关系在硬件组成以及软件的实现基本相同，而主钩电动机运行状态处于电动、倒拉反接或再生制动状态，变频器与PLC之间控制关系在硬件组成以及软件的实现稍有区别。
4.2 桥式起重机电力拖动系统
4.2.1 桥式起重机的运行机构
（1）大车拖动系统拖动整台起重机顺着车间或者地面主轨道方向左右移动（以司机的坐向为参考）。
（2）小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运动。 （3）吊钩拖动系统拖动重物作吊起或放下的上下运动。大型起重机（超过10t）有两个起升机构：主起升机构（主钩）和副起升机构（副钩）。通常主钩与副钩不能同时起吊重物。
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4.2.2 负荷特点
桥式起重机的拖动系统负载都属于恒转矩性质，且其起升机构为位能性负载，当起升机构起吊重物下降或者快速减速运行时，电动机处于再生发电制动状态。需要将电能通过反馈装置反送给电网或消耗在制动电阻上，以提高制动效果。 4.2.3 控制要求
（1）起升机构要求起动转矩大，起动运行平稳。能够实现正反转运行且要有超载、限位、限流等多种保护。
（2）起升机构在启停过程中易出现“溜钩”问题。
由于制动器从抱紧到松开，以及从松开到抱紧的动作过程需要时间约0.6s，而电动机转矩的产生或消失，是在通电或断电瞬间就立刻反应的。因此，制动器和电动机在动作的配合上极易出现问题。如电动机已经通电，而制动器尚未松开，将导致电动机的严重过载；反之，如电动机已经断电，而制动器尚未抱紧，则重物必将下滑，即出现溜钩现象。因此要有相应的防止措施。
起升机构中要有机械制动器。起重用变频器具有零速全转矩功能—零伺服功能，即零速时电动机仍能输出150%的额定转矩，使重物停在空中，但是若重物停在空中时出现电源瞬间停电等情况，就会有重物下滑的危险。因此，电动机轴上必须加装制动器。常用的有电磁铁制动器和液压电磁制动器等。
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4.3 PLC、变频器的应用设计
4.3.1系统配置
（1）变频器。桥式起重机的平移机构对拖动系统的性能要求不高，为了节省成本，选用V/f控制方式的通用变频器即可满足要求。 起升机构要求有较高的起动转矩和调速性能，采用带速度反馈的矢量控制型变频器。这类变频器种类很多，本课题采用安川VS-616G5 变频器进行设计分析，如图4-2所示。它具有零速全转矩功能，保证了吊钩由运行状态降为零速时，电动机能够使重物在空中暂停，直到电磁制动器将电动机轴抱住为止，从而防止了溜钩。
图4-2 VS-616G5变频器外部接线图
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