摘 要

提梁机是一种为桥梁建设而专门设计的一种门式起重机。提梁机主要由拼装式主梁、支腿、天车等组成，构件间采用销轴及高强螺栓连接，易于拆装、运输；与普通门式起重机相比，安装方便快捷，经济实用。适用于经常流动的道路桥梁建设单位。本次设计主要是设计起重小车的起吊功能，降低成本和能耗，具体设计内容如下：

（1）使用PLC编程实现吊钩方位移动逻辑控制。PLC由于具有结构简单、编程方便、功能完善、可靠性高、体积下、维护方便等特点。设计确定了PLC和CPU模块及其扩展模块的选择，完成了I/O分配、梯形图的逻辑编程。能够达到设计中所要求的用PLC完成各个工况的操作，可以用于实际生产中去。

（2）对各电机变频器工作状态进行监控。用MCGS进行了人机界面的组态连接，进一步提高了该系统的可控性和可监视性。实现了远程触摸控制，降低了在实际应用中的复杂性，操作更加便捷。

（3）使用EPLAN绘制电气图。电气图是整个设计的基础，包含了硬件的型号及软件的接线，电气图是实际安装过程中的重要参考依据。EPLAN是一款专业的绘制软件，其设备库中用丰富的设备符号，可以快速的绘制出信息完全的电气图。

关键词：PLC；MCGS；EPLAN；电气图；起重小车

Abstract

Gantry crane is a kind of bridge construction in specially designed a gantry crane. Gantry crane is mainly composed of assembled girder, crane legs, etc., between components by pin shaft and high-strength bolt connection, easy disassembly and transportation; compared with ordinary gantry crane, convenient installation, economical and practical. It is suitable for road and bridge construction units with frequent flow. The design is mainly to design lifting trolley lifting function, reduce costs and energy consumption, the specific design is as follows:

(1) using PLC programming to realize the hook movement logic control. PLC has many advantages, such as simple structure, convenient programming, perfect function, high reliability, convenient volume and convenient maintenance. The design determines the choice of PLC and CPU modules and their extension modules, and completes the logic programming of I/O allocation and ladder diagram. To achieve the design requirements of the completion of each operation with PLC, can be used in actual production.

(2) monitor the working state of each motor frequency converter. The configuration and connection of man-machine interface are carried out by using MCGS, and the controllability and controllability of the system are further improved. Remote touch control is realized, which reduces the complexity in the practical application and makes the operation more convenient.

(3) draw an electrical diagram using EPLAN. Electrical diagram is the basis of the whole design, including the hardware model and the wiring of the software. The electrical diagram is an important reference for the actual installation process. EPLAN is a professional rendering software, which uses a rich library of device symbols to quickly map out complete electrical diagrams.

Key words: PLC; MCGS; EPLAN; electrical diagram; lifting trolley

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3设计内容及技术路线 3

1.4章节安排 3

第二章 电气系统设计方案 5

2.1概述 5

2.2系统组成整体结构 5

第三章 起重小车电气系统主要硬件选型与设计 7

3.1西门子PLC硬件选型 7

3.1.1西门子中型机S7-300 PLC功能及点位选择 7

3.1.2硬件组态 8

3.2 I/O分配表 10

3.3系统示意图 10

3.4PLC连接器件的选择 11

3.4.1变频器 11

3.4.2MCGS选型 13

3.4.3空气开关的选型 14

3.5本章小结 14

第四章 经济性及环保性分析 15

4.1环保影响分析 15

4.2经济型分析 15

第五章 基于PLC的起重小车控制逻辑设计 16

5.1主要流程 16

5.2控制程序设计 16

5.2.1调速及保护功能模块 16

5.2.2吊钩及支腿选择 18

5.2.3手动三档调速 19

5.2.4吊钩及支腿控制程序 20

5.2.5吊钩升降逻辑控制 21

5.2.其他说明 22

5.3本章小结 22

第六章 基于MCGSE的起重小车触摸屏监控组态 23

6.1MCGS嵌入版组态软件的主要功能 23

6.2MCGS组态过程 24

6.3本章小结 29

第七章 基于EPLAN的起重小车电气图绘制 30

7.1EPLAN软件介绍 30

7.2目录介绍 30

7.2.1配电部分 30

7.2.2逻辑电路部分 31

7.2.3电机与变频器部分 32

7.2.4起升制动 33

7.2.5辅助照明 33

7.2.6 PLC输入部分 34

7.2.7PLC输出部分 34

7.2.8电气图绘制总结 35

第八章 总结与展望 36

参考文献 37

致谢 38

附录一 39

附录二 40

绪论

1.1研究背景与意义

提梁机是门式起重机中的一种，可用于桥梁和铁路建设。拼装式主梁、支腿、天车等是提梁机的主要组成部分，连接构件采用销轴及高强螺栓，方便装卸、运输；与普通门式起重机相比，安装方便快捷，经济实用。适用于频繁移动的铁路，桥梁等建设单位。

提梁机既可以两台联合进行起吊工作，也可单台起重机配合多种起吊工具起升桥梁或铁路构建。，如果使用两台联合起重，那么提梁机各自的起重量一般为450吨，如果是单台起重，那么起重量通常可达900吨。提料机配置了支腿行走、天车行走等起吊设备，机械化动作覆盖到每一个方位。重点工作内容在于将预制工件的搬运，以及预制工件养护完成后将其从货位台位吊运到运输车上。为了能够很好的完成整机组装，拆卸及机械化动作控制。提梁机的技术要求^[13]：