摘 要

港口门座式起重机是港口装卸作业的主要起重设备，适应于多种工况。纵观起重机械的发展历史我们可知，这类机械装备的不断升级需要依靠相关技术的升级来实现，现在起重机械呈现出智能化、网络化的发展趋势，主要是变频技术、以及通信等技术逐渐成熟使得起重机械的性能越来越高，尤其在可靠性方面得到了很大程度的增强。

本文致力于门座式起重机的控制和运行，根据PLC和变频器的系统的整合，根据整机的变频调控系统的结合，重点旋转机构的控制过程进行了讨论，保护原理和具体的实现方法。本文前半部分主要从四个方面对起重机进行了深入的介绍，这是个方面分别是种类、特征、结构属性和现阶段的运用情况。中间部分主要是制定具体的设计方案，以及绘制出大致的机构草图，对组成门座式起重机的各个部分的工作原理以及在系统中发挥的作用进行重点阐述。在起重机的旋转结构电气控制系统的设计中，重点是确定相应的电机参数、变频器型号、减速器、制动器等的选择。最后根据电气原理图设计PLC控制程序实现控制功能。

关键字：门座式起重机 旋转机构 变频调速

Abstract

The portal crane is the main hoisting equipment for loading and unloading in the port, the crane with grab hook two properties, also has special container spreader, adapt to a wide range of operating conditions. Throughout the history of the development of heavy machinery, we know that, this kind of mechanical equipment escalating need to rely on technology upgrades to achieve, now heavy machinery showing the development trend of intelligent, networked, mainly of frequency conversion technology, and communication technology gradually mature to afford heavy mechanical performance is more and more high, especially in terms of reliability has been greatly enhanced.

This paper is devoted to the control and operation of portal crane, integration on the basis of PLC and inverter, from the whole inverter regulation system of of the slewing mechanism of control process is discussed in detail, protection principle and the concrete realization method. The first part of this paper mainly from four aspects of the crane carried out in-depth introduction, this is a kind of aspects of the types, characteristics, structural properties and the use of the present stage. Middle part is mainly to develop specific design, and draw the general mechanism sketch and composition gantry crane of the various parts of the working principle and the role played in the system were discussed. In the design of the electric control system of the rotating structure of the crane, the key is to determine the corresponding parameters of the motor, inverter model, reducer, brake and so on. Finally according to the electrical schematic design PLC control program to achieve control functions.

Keywords: gantry crane rotary mechanism PLC variable frequency speed regulation

目 录

第1章 绪论 1

1.1门座式起重机的综合评述 1

1.1.1门座式起重机的特点及分类 1

1.1.2门座式起重机的现状及发展趋势 1

1.2门座式起重机工作机构简介 2

１.2.1 门座式起重机的工作结构简述 2

1.3 起门座式起重机执行机构 3

1.3.1 起升机构 3

1.3.2 变幅机构 3

1.3.3 旋转机构 4

1.3.4 行走机构 4

1.4 本文的主要内容 4

第2章 变频调速系统的原理 5

2.1变频调速原理 5

2.2变频调速控制方式分析 5

2.2.1 U/f控制方式 5

2.2.2 矢量控制方式 6

2.3变频器选型计算 6

2.4制动电路设计 7

2.4.1制动电阻的作用 7

2.4.2制动电阻的选用 8

2.5变频器输入侧抗干扰措施 8

2.5.1变频器输入侧装设交流电抗器 8

2.5.2输入侧噪声滤波器 8

2.6保护环节的设计 9

2.6.1变频器输入侧加自动空气断路器和接触器 9

2.6.2变频器与电动机之间加热继电器 9

2.6.3行程保护和零位联锁保护 9

第3章 门座式起重机电气控制系统设计 10

3.1旋转机构电气控制系统设计 10

3.2 变频器接线图的设计 11

3.3 三相异步电动机继电控制原理 12

3.3.1继电器控制与PLC控制方式的异同 12

3.3.2三相异步电动机继电控制原理 12

3.5 PLC控制系统的设计 13

3.6 旋转机构电路工作原理 16

第4章 总结与展望 20

4.1 总结 20

4.2 展望 20

参考文献 22

致 谢 23

附 录 24

第1章 绪论

1.1门座式起重机的综合评述

1.1.1门座式起重机的特点及分类

我们可以根据门座式起重机的工作原理将其划入旋转类起重机的范畴，这类起重机在旋转类起重机中占有非常重要的地位，它之所以能得到普及广泛被应用于各大港口以及工程建设场所是因为托运货物的车辆可以自由的穿过这种设备而不受到过多的干扰和阻碍。门形座架的支撑装置主要由个底座组成，这就是我们通常意义上所讲的“门洞”。这些门洞的长度以及高度都能使得各类运输设备正常的穿过，这极大的增加了货物转运的效率^[1]。现阶段的门座式起重机一般在货物中转站、船舶制造加工中心和规模比较大的水电站建设区域，而在这些区域使用门座式起重机的主要目的有两点，第一点是降低劳动强度，传统的码头货物装卸主要是通过人力来进行，但是在出现门座式起重机等大型装备之后就极大的减小了工人的劳动强度。第二点就是使得员工工作的环境质量得到了提高，以往工人在安装或转运大型物体时都是风吹日晒，工作的条件非常差，在门座式起重机得以运用之后员工只需要坐在操作台内就可以完成相关的任务。门座式起重机对我国实现现代化现设做出了卓越的贡献。

门座起重机有很多种类型，对其进行分类时所参考的标准也有很多，如果按照门架的类型来划分主要有全门和半门座起重机这两种。但是根据支撑结构来进行划分就可以分为很多种类型，主要有定柱式、转柱式和转盘式这种类型^[2]。

1.1.2门座式起重机的现状及发展趋势

随着经济的迅速发展以及各国之间的贸易往来越来越紧密，各个国家都在沿海城市兴建了很多的码头或者港口来将由海上运来的物资转向陆地运输，这些商品能够被迅速转移是保证港口正常运转的主要因素之一，正是这方面的需要使得门座式起重机被研制成功并且逐渐得到普及，最早的门座式起重机运用记载是在年，那时码头的规模都比较小，所以早期的门座式起重机的类型都是固定式起重机，随着经济的发展，商品的需求量得到了飞速的增长，这使得不得不建设规模更大的港口来满足相关的需求，这也促使门座式起重机的结构发生的转变，主要运用了俯仰臂架以及水平变幅系统。在二战结束之后，转柱式起重机逐渐走进码头替换了传统的门座式起重机，主要的原因是那个时期转运货物的方式变成了由数台起重机共同工作来完成对同一艘货船上货物的转运^[3]。随着相关技术的发展以及工程实际需要使得门座式起重机的应用范围得到了扩展，在水电站的建设和船厂等地开始采用门座式起重机进行施工。