摘 要

此次研究课题我们主要针对MQ2538门座式起重机的变幅机构。在传统的变幅机构运行过程中由于水平运行速度不稳定会导致强烈的冲击、振动以及能量损失。为了解决上述问题使变幅机构使运行过程更加平稳，该课题将优化变幅机构的变频调速系统。

针对现有问题本课题的主要工作有以下几个方面：

（1）通过介绍变频调速相关的基本内容明确课题研究的理论依据，加强对变频调速基本知识的理解为之后的系统设计奠定基础；

（2）介绍MQ2538门座式起重机的基本参数和研究面临的问题，明确系统需要优化的方向；

（3）选取合适的变频器，对变频器的基本参数以及PID参数进行设置并设计出接线图给后人留下参考依据；

（4）进行PLC的选型和程序的设计达到控制变频器进而控制电动机的效果；

（5）进行环境和经济性分析。

关键词：变频调速；变幅机构；PID；PLC

Abstract

In this program we focus on jib lubbing mechanism of MQ2538 portal crane. In traditional jib lubbing mechanism the horizontal velocity is unstable. Thus during the working process strong impact, vibrate and energy loss always happened. In order to figure out the question above and make sure the working process is stable. We need to optimize variable frequency speed regulation system of jib lubbing mechanism.

Aimed at solve the problem above we have the following works to do.

By introduce the fundamental content of variable frequency speed regulation technology we need to know the theoretical basis of this subject and strengthen the understanding of the basic knowledge of variable frequency speed regulation, laying the foundation for the system design;

Introduces the basic parameters and research problems of MQ2538 portal crane, and points out the direction that the system needs to optimize;

Select a appropriate frequency converter and set up the basic parameters of the frequency converter and PID parameters. Wiring diagrams need to be designed to provide reference for future generations;

Select appropriate PLC type and design program, control the frequency converter so we can control the the motor;

Analyse environmental and economical efficiency.

Key words: Frequency control；Jib lubbing mechanism；PID；PLC

目录

目录 III

第1章 绪论 1

1.1门座式起重机概述 1

1.2研究目的及意义 1

1.3变频调速现状  2

1.4 设计成果概述 2

第2章 变频调速的相关技术 4

2.1 变频调速的基本原理 4

2.1.1 变频调速的基本控制方式 4

2.1.2 变频器概述 6

2.1.3 变频器的控制方式 6

2.1.4 矢量控制 7

2.2 MQ2538门座式起重机调速分析 7

2.2.1 MQ2538门座式起重机基本参数 7

2.2.2 变频调速分析 8

2.3 小结 9

第3章 控制系统的设计 10

3.1变频器的选型 10

3.2 变频器的参数设定 12

3.3 变频器的接线 13

3.3.1 主电路的接线 13

3.2.2 控制回路的接线 14

3.3 PID控制 16

3.4 小结 17

第4章 PLC控制设计 18

4.1 PLC的选型 18

4.2 PLC的地址表 18

4.3 PLC与变频器的连接 20

4.4 PLC程序的编写 21

4.5 无极调速技术 25

4.6 小结 25

第5章 环境与经济性分析 26

5.1 环境性分析 26

5.2 经济性分析 26

5.3总结 26

第6章 结论与展望 27

6.1 结论 27

6.2 展望 27

参考文献 28

致谢 29

第1章 绪论

1.1门座式起重机概述

随着港口事业的蓬勃发展和经济一体化进程的完善，港口扮演着越发重要的角色，而门座式起重机正是港口发展的中坚力量。在船厂安装以及进行装卸作业的港口都可以看到他的身影。因生产产品的过程中因产品所要求的性能不同和使用地点存在差异，门座式起重机需要具有多种多样的结构型式来满足不同地点和产品性能的要求。门机可分为半门座式起重机和全门座式起重机两种不同的结构形式。由变幅机构的差异而引起的起重臂架构造的异同可以分类为单臂架式和四连杆机构门座式起重机。本课题中主要讨论门座式起重机的四连杆机构。门座式起重机如图1.1所示。

图1.1 门座式起重机

1.2研究目的及意义

在繁重的港口物流和船厂工作中，门座起重机四连杆式组合臂架得到了非常广泛的使用。由于门座起重机工作环境复杂、启制动频繁、工作强度大，传统的门机不能满足人们的需要。因此当今我国对门机的设计水平、产品的耐用度、工作性能以及安全性，可靠性提出更高的要求。四连杆机构的设计很大程度上决定了门机的工作性能、安全可靠性和经济性，因此而成为了门座式起重机设计的重中之重。 

门座式起重机主要有转子串电阻调速、串级调速和定子调压调速等传统调速技术。但是传统的调速方式存在很多的不足。调速的效率很低并且各种综合指标也较差，绕线转子异步电动机中的集电环和电刷要求定期维护并且经常因发生故障而造成经济损失并且接触器继电器等易损电器元件的使用，调速系统经常出现故障使得需要留在现场维护的工人人数居高不下从而增加人力成本。随着科技的发展和变频调速技术的成熟新的通过变频器控制电动机的变频调速技术因其拥有俩个好的运行特性很高的调速精度以及较宽的调速范围成为门座式起重机更有前途的发展方向。变频调速技术实现了起重机的自动化程度减少了维修量同时使调速过程更加平缓减少了机械冲击和能量损耗。