摘 要

门吊也称为门式起重机，是桥式起重机的一种，由金属结构，电气设备和机械传动三部分组成。而电气部分又分为起升机构和行走机构。本文主要涉及10吨门吊起升机构电气控制系统原理设计。分为元件选择，控制部分硬件电路，和利用PLC实现控制。三个方面入手来介绍本控制方案。说到门吊的控制，自然离不开电机的调速，这里我采用的是串联电阻并且利用逐级投切电阻的方式来实现交流电动机的启动和调速。为确保起重机的安全，我采用的是机械抱闸断电制动方式。同时还具备电气制动方式。硬件电路我用的是autoCAD2010完成的绘图。PLC编程方面我用的是程序语言的写法。

关键词：门式起重机 起升机构 串电阻调速 PLC控制

Abstract

Also known as crane gantry crane is a kind of bridge crane, metal structure, electrical and mechanical transmission equipment of three parts. The electrical part is divided into lifting mechanism and walking mechanism. This paper mainly deals with 10 tons of door lifting mechanism of electric control system design principle. Component selection, control part of the hardware circuit, and the use of PLC to achieve control. Three aspects to introduce the control scheme. When it comes to gantry crane control, naturally can not be separated from the motor speed, here I use of is series resistance and the use of step-by-step resistance to realize AC motor starting and speed. In order to ensure the safety of the crane, I used the mechanical brake power brake. At the same time, it also has the electric braking mode. The hardware circuit I used is autoCAD2010 complete drawing. I use PLC programming is a programming language written.

Key words: gantry crane hoisting mechanism series resistance speed control PLC control.

目录

摘要 II

Abstract III

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2本文的主要任务 1

第2章 轨道式门式起重机 4

2.1主要技术参数 4

2.2起升机构的组成 4

第3章 电气设备的选用 7

3.1元件选择的相关参数接受 7

3.1.1启动次数 7

3.1.2接电持续率 7

3.2几种制动方式的选择 8

3.3电源的选择 8

3.4电机的选择 9

3.4.1电机种类的选择 9

3.4.2电机型号的选择 9

第4章 主电路 10

4.1主电路电路图 10

4.2控制电路电路图 13

4.3控制电路的具体控制方案： 14

4.4控制电路小结 15

第5章可编程控制器程序设计 16

5.1可编程控制器（PLC）的特点 16

5.2可编程控制器（PLC）的分类 16

5.3可编程控制器的组成： 16

5.3.1中央处理器（CPU） 16

5.3.2存储器 17

5.3.3输入输出组件（I/0模块） 17

5.3.4编程器 17

5.4可编程控制器接线方式： 18

5.5可编程控制器控制程序 18

总结 23

参考文献 24

附录A 25

附录B 26

附录C 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1目的及意义

如今的社会，整个世界密不可分，在世界范围内物资在进行着大量的交换。因为这种时代的要求，各种运输方式就得到了很大的进步。说到运输方式，无非是海陆空三种方式，其中轮船的运输方式有运输量大并且成本低的优点。说到轮船的运输自然少不了提及港口和集装箱。港口作为水路运输和陆地运输的枢纽，需要完成将集装箱从车辆运向船舶的任务，人力显然不可能完成如此大的工作量，这就需要用到门式起重机了（俗称“门吊”）。门吊如何能快速有效的将港口的集装箱迅速装船，目前是全世界都在研究的课题。起重机的电气系统主要可分为起升机构，大车行走机构和起重小车行走机构三额部分。而本文，主要讨论的是起升机构。

起升机构的原理相对比较简单，一台电动机带动滚筒，滚筒带动钢丝绳，钢丝绳末端的铁钩吊起重物。但是涉及到实际问题，电机的控制要求可不简单。首先是上升时候各种档位，电磁转矩与速度的调节，电机的调速方案，制动装置的选择，控制电路的绘制，控制程序的编写，都是本文要解决的问题。

1.2本文的主要任务

1）清楚的分析门式起重机起升机构的工作原理。

2）根据要求，选择合适的电气设备。

3）用CAD画出主电路的电路图。

4）用CAD画出控制电路的电路图。

5）编写PLC程序完成控制。

1.3起重机的分类及选择

1）普通龙门起重机

普通普通龙门起重机有箱式，和衍架式两种结构。一般用来搬运各种散件和成件的材料。所以这种起重机的用途比较广泛。该类型起重机的载重量为100T以下，跨度不超过40m。普通的龙门起重机有半门式的和门式的，门式的又分为抓斗，吊钩，葫芦，和电磁四种。级别最高的为用于抓斗的门式起重机。

2）水电站龙门起重机

顾名思义，水电站龙门起重机多用于水电站的开闭闸门只用，也可用于吊运。起重能力特别强可以达到500T，跨度较小，为8～16米；起升速度较低，为1～5米/分。这种龙门起重机主要用于开闸，所以吊运用的比较少，本文的港口门吊，不适合用这种起重机。

3）造船龙门起重机

这种起重机多用于造船，往往需要完成多种复杂的操作。通常需要两台配有独立行走系统的小车配合，一台配备有两个主钩运行的轨道在桥架上，一台有两个钩子，主钩用于提前较重的重物，副钩用于快速提升教轻的重物，运行于桥架之下。如此则能完成复杂的操作。此种类型的起重机由于造船用，设计的其重量更大，跨度也更款；最大的可达185米；起升速度在15m/min，微动速度为0.1～0.5m/min。

4）集装箱龙门起重机