章程[1]2008年在《基于PLC模糊控制的桥式起重机变频调速系统的研究》文中进行了进一步梳理桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位,因此提高桥式起重机的运行效率,确保运行的安全可靠性是十分重要的。传统的桥式起重机电控系统采用转子回路串接电阻进行有级调速,致使系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。因此对桥式起重机控制系统进行研究具有现实意义,也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,交流变频调速技术作为高新技术、节能技术已经广泛应用于各个领域。特别是将变频技术运用到起重机上可以使得起重机的整体特性得到很大的提高,可以解决传统桥式起重机控制系统存在的诸多问题。本文结合变频调速系统,提出了一种基于PLC的模糊控制策略实现方法。首先对基于PLC模糊控制的变频调速系统进行总体设计,然后重点进行工控机与PLC以及PLC与变频器之间的通信程序设计。接着论述了模糊控制器的原理和结构,并研究和设计了一种电机转速模糊控制器。对基于SIEMENSSIMATIC S2-200 PLC模糊控制策略进行了工程实现研究,并给出了关键部分的程序。本文所研究的桥式起重机变频调速控制系统,可以实现起重机电机速度的调节,满足节约能源和适应生产的需要。本系统采用PLC模糊控制既保留了PLC的可靠、灵活、适应能力强等特点,又提高了控制系统的智能化程度和系统的静动态特性。仿真结果表明,该系统能对电机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值。
张勇[2]2013年在《港口起重机PLC与变频控制技术的应用》文中研究说明门座式起重机是散杂货码头主要的装卸设备，广泛运用于港口企业的现场作业。据统计港口九十年代的门座式起重机电气系统采用接触器、继电器相关联的控制方式，运行电机采用转子串联切电阻调速方式，这种传统的电气控制系统不仅电路结构复杂、控制精度低、生产效率低、故障率高、能耗高，而且对机械结构震动损伤大。针对旧门座式起重机在使用中存在的这些问题，本文分析了港口起重机传统电气控制系统在目前使用中的局限性，并围绕怎样能使港口旧起重机适应现代装卸生产要求进行分析、设计和实际改造。本文的主要工作及结论如下：1、门座式起重机电气控制系统的设计针对某港口旧门座式起重机电气系统在装卸生产中存在结构复杂、控制精度低、效率低、能耗高及故障率高等问题，同时为提高起重机电气控制系统的稳定性、可靠性，选用OMRON PLC对起重机进行PLC控制系统分析、设计；选用安川起重机重负荷变频器对起重机进行变频调速系统分析、设计并经实际改造检验，起重机电气控制系统设计合理、可靠，稳定性好，性价比高。2、门座式起重机电气系统PLC和变频控制技术的改造某港口九十年代的MQ16-33型门座式起重机电气系统采用传统的控制方式，随着港口生产量的增加，生产效率的不断提高，该起重机的使用频率越来越高，一直满负荷甚至超负荷的作业，伴随使用时间的延长，起重机电气系统的故障不断上升，经常出现电气回路过流导致继电器、接触器烧坏等故障；另外，起重机工作时震动大、效率低，机械结构损伤严重。针对港口门座式起重机在装卸生产中存在的上述问题，对该起重机进行电气系统PLC程序控制和变频调速控制改造，并取得较好的改造效果。3、门座式起重机电气系统的改造效果门座式起重机电气系统改造后，利用安川监测软件对起重机控制系统的运行参数、趋势图在线监控，起重机运行完全正常。并经过港口生产检验，起重机装卸效率明显提高，电气系统运行故障明显减少，工作时机械震动明显减弱，起重机起升机构以往出现的“开斗”、“溜钩”等故障彻底解决。另外，在门座式起重机现场生产中，司机操作舒适、简单，根本不需要为以往频繁的货损事故担忧。
罗东焕[3]2010年在《门座起重机交流变频调速系统设计与实现》文中认为近年来,随着港口运输事业的发展,港口起重机向大型化、专业化方向发展,对港口起重机的调速性能要求也不断提高,以保证在进行装卸作业时平稳、可靠,且有良好的低速就位性能。传统的调速系统已难以满足港机作业的要求,变频调速已成为一种必然趋势。它不仅可以提高电机的效率,而且可以节能。本文针对港口起重机中的门座起重机原有调速系统陈旧、故障率高、耗能大等缺点,设计了门座起重机交流变频调速系统。论文首先对交流电动机变频调速的原理,以及交流电动机变频调速装置-变频器进行了介绍;接着,对门座起重机及原有调速系统进行了介绍和分析;最后,详细介绍了门座起重机变频调速系统的设计及实现,并对所设计的系统进行了调试。论文的主要研究内容如下:1、分析原有门座起重机交流电动机转子串电阻调速系统电控原理图,设计出符合原有起重机需求的交流变频调速系统原理图。2、确定门座起重机交流变频调速系统各部分主要元器件的选型,以满足门座起重机的工作要求。3、根据门座起重机的工作特点,确定变频器各种参数的选取。4、完成系统的软硬件设计后,对整个调速系统进行试车调试,根据实际问题优化系统参数,以达到预期效果。
张卫峰[4]2012年在《起重机变频调速控制系统的设计与研究》文中指出随着电子技术、计算机技术及自动控制技术的不断发展,电气设备自动化控制要求逐渐提高,变频调速控制系统的应用越来越广泛。20世纪90年代初期,国内起重机变频器调速控制系统开始试行。由于变频调速控制系统具有优异的调速和启制动性能,而且高效率、高功率因数和有效节电,逐渐被国内外公起重机主机厂及广大客户所接受。随着变频调速技术的不断发展,各生产厂家对高性能变频器的研究也不断进行。目前,在起重机运行期间变频调速系统仍会出现一些故障。为了更好的解决这些故障,进一步完善起重机变频调速控制系统的设计,本文将分析变频调速控制系统出现的故障的一些原因,并进一步探讨科学、合理化的解决措施。
沈裕强[5]2016年在《TC5613A塔机回转变频调速系统控制技术研究》文中研究说明塔式起重机简称塔机,它是现代建筑施工中重要的一种起重机械。它具有如下工作特点:断续工作、频繁启、制动;在作业过程中存在明显的振动和冲击;起升高度和回转幅度均较大等。随着工程建设发展的需要,对塔机的回转平稳性、工作效率和安全性能等有了更高的要求。而采用传统的控制策略在工程作业过程中获得理想性能指标有一定困难。本课题基于某大型国有企业《中小吨位塔式起重机变幅与回转变频控制技术研究》项目子课题。为满足实际生产对塔式起重机工作机构的性能要求,针对塔机出现的回转稳定性问题,本文对TC5613A型塔式起重机回转变频调速系统控制技术进行如下研究:(1)运用异步电机矢量控制的关系式建立TC5613A回转驱动模型,并采用基于MRAS的速度辨识模块,对塔机回转驱动进行基于无速度传感器矢量控制系统的仿真,并对其仿真结果进行了分析。(2)针对基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统仿真结果中出现的超调量大,响应时间较慢,动静态性能较差等问题,在速度辨识模块和转速调节模块中引入模糊PID控制,建立基于MRFAS的无速度传感器矢量控制系统仿真模型,对比分析以上两种控制系统得到的仿真结果可知,模糊PID控制方法具有超调量小、动态响应较快及稳态误差小等优点,是一种有效提高塔式起重机回转机构变频调速性能的方式。(3)用建立的仿真模型参数及结果作为依据,进行了TC5613A塔机回转变频调速系统控制的实验研究。首先将基于MRAS和MRFAS速度辨识模块的无速度传感器矢量控制方案应用于塔机回转机构驱动系统中,从实际效果中对比验证了仿真结果的可靠性。通过对塔机回转机构反复实验及对对比机型的测试研究后,开发出适合塔机柔性臂架回转的加减速控制曲线,即基于变频器的大惯量柔性臂架回转控制技术,以及针对原回转控制系统的控制和处理的效率并不是很高的问题,采用改进后的回转控制系统,即基于变频器的回转电涡流控制技术。最后对TC5613A型塔机进行回转机构的总体性实验,采用塔机柔性臂架回转控制技术,对比基于MRAS和MRFAS两种无速度传感器矢量控制方案,得出采用模糊PID控制能很好的改善变频调速控制系统性能的结论。本论文主要针对塔机回转过程中出现的稳定性问题,首先建立塔机回转控制模型,对其进行仿真分析,然后通过引入模糊控制,对比分析两者控制效果得出基于MRFAS无速度传感器矢量控制系统的动态性能良好,最后在TC5613A塔机回转过程中得到验证。
丁高耀[6]2014年在《桥式起重机变频改造与对比测试》文中进行了进一步梳理为了规范桥式起重机变频改造流程,验证变频改造后起重机在能耗、振动、可靠性方面的变化,以及为检验机构制定统一的变频改造后的检验方案样本。本题目主要研究内容包括：1、通过对异步电动机速的调速原理、机械特性、及功率损失的分析计算,阐述切阻调速和变频调速的优缺点,从而表明变频调速启动电流小、低速定位好、调速冲击小和电器元件耗能小、调速过程的功率损失小等特点。2、通过查阅不同厂家变频改造的技术方案,结合相关的标准,并根据实际使用情况和需求等要求,制定变频改造通用方案。3、对一起重机使用单位的二台同样型号同参数通用桥式起重机的其中一台实施传动机构的变频改造,按改造方案对所有电气部件设计及选型进行全面校核,并制定变频改造后起重机相关要求检验专项方案。4、制定能效测试方案,具体对比测试起重机变频改造前后能耗情况,并分析变频改造前后起重机谐波、功率因数、启动电流等参数,了解采用变频后起重机对电网的影响情况等情况。5、对比测试起重机变频改造前后在振动加速度、振幅方面的差异,以及验证起重机在额定载荷下的动刚度等参数。6、制定使用故障跟踪统计方案,准确对比分析起重机改造前后可靠性相关指标。通过对桥式起重机变频改造前后在能耗、振动和故障率等方面的对比测试,表明使用通用变频器的起重机在单一工况节能并不理想,但变频调速相对于转子串电阻调速能大幅度地提高电网的功率因数和降低启动电流,另外降低主要结构件外载冲击,提高使用寿命；大幅度降低起重机的故障率,减少主要零部件磨损及失效,提高作业的安全性及稳定性等方面都有积极的作用。
王向辉[7]2007年在《基于PLC控制的水电站起重机变频调速系统应用研究》文中认为随着我国巨型水电站的加速开发,水电工程建设和运行对特大型起重设备控制要求越来越高。对于水电站起重机,主要用于电站机组或闸门安装,在安装过程中如果出现故障,将对安装设备和安装工期造成很大的影响,可能造成重大设备损害事故和重大经济损失,所以对起重机工作可靠性要求很高。此外,吊车必须运行平稳、停车定位准确,速度变化范围宽,以满足各种工况下的起吊要求。还有水电站人员配置少,要求起重设备与主设备一样,具有较高的自动化水平和自我诊断功能。以前水电站起重机拖动系统主要选用叁相交流异步电动机,其主要调速方式为定子调压调速或转子串电阻调速,其特点是能量大量损耗、对机械冲击大、对操作人员技能要求高,工作效率低。控制方式采用继电器—接触器控制回路,故障率很高,维护量大,而且起重机运行时无法监测各种工作参数。总的来说,传统起重机电气控制系统无法满足上述对起重机高可靠性、灵活、智能化的要求。随着微电子技术、电力电子技术和微处理器技术的发展,晶体管变频器和可编程控制器(PLC)应运而生。变频器不但克服了以往交流调速的许多缺点,而且矢量控制变频器的调速性能甚至可以和直流电动机的调速性能媲美。变频调速以其优异的起动、调速和制动性能,高效率、高功率因数和节能效果,广泛的应用范围等优点被国内外公认为最有发展前途的调速方式。在起重机领域,变频调速尤其显示它的优越性。PLC以可靠性高、使用灵活、维护工作量少等突出优点在工业领域得到了广泛的应用。针对水电站大型起重机控制要求和特点,本文以叁峡工程选用的桥门机为背景,研究现有的水电站起重机控制的特点,对现有技术方案分析比较,确定合适的起重机变频调速总体结构和控制方式;研究并设计起重机控制流程、绘制控制流程图,确定整机PLC配置方式和配置数目;研究起重机PLC控制网络结构和连接方式、人机界面硬件选择和程序设计。针对水电站起重机一些特殊功能的实现要求,提出控制思路,解决了一些关键技术,如:门式起重机抓梁水平自动纠偏问题,并进行相关的软硬件设计。通过较长时间的实际运行,该控制系统完全满足要求,具有自动化水平高、功能完善、可靠性高等特点。
张娜[8]2016年在《QTZ63.6010自升式塔式起重机变频控制研究》文中研究说明目前QTZ63自升式塔式起重机的调速方式是传统的转子串电阻调速与变极调速。然而这样的方式存在很多缺点：调速速比小,效率低,能耗高,对机械结构冲击大,另外控制系统也通过运用很多的接触器和中间继电器来实现,频繁起停容易烧毁触点,以致设施的可靠性差,加大了维护的工作量。本文通过对塔式起重机工作特点进行分析,提出了一种基于PLC控制的变频调速方法,用它来代替原有的调速方式,可以增加塔式起重机调速系统的稳定性,通过了解塔式起重机具体工作过程,确定了PLC、变频器的选型,根据塔式起重机安全性能的要求,对PLC程序进行设计。并根据塔式起重机的起升、变幅、回转、叁大机构各自的特点制定了闭环矢量控制、开环矢量控制、U/f控制等不同的变频控制方案,用MATLAB仿真转子串电阻调速方法与变频调速方法,在此基础上,论述了变频调速的可靠性与稳定性,为变频调速技术在越来越多的领域中普遍运用提供依据。使用非凡的变频控制技术和可编程序控制相结合,其运行可靠性相比传统塔机电控系统而言,运行越发节能、高效、安全、可靠。
邵国涛[9]2009年在《起重机变频调速技术研究》文中研究指明塔式起重机具有下述工作特点:断续工作、频繁启动、制动;运行过程中有明显的振动和冲击;起升高度和工作幅度较大,起重力矩大。随着社会中各类高层建筑和大型工程的出现,使其对塔机的工作效率、起升高度、起重力矩和安全性等工作性能提出了更高的要求。因此用传统的控制策略在实际应用时很难获得理想的性能指标。本课题基于国家“十一五”科技支撑计划“建筑工程装备研究与产业化开发”的子课题,为了满足实际生产对塔式起重机工作机构的性能要求。本文针对目前我国塔式起重机行业中起升机构调速方法存在的调速性能差、效率低、能耗高等不足,在分析塔机起升机构调速特点及调速原理的基础上,采用先进控制方法对塔机起升机构进行变频调速研究。本文主要旨在探讨矢量控制、增量式PID控制和BP神经网络控制叁种控制方法在塔式起重机变频调速中的应用,由此提高塔式起重机工作机构的工作性能。根据矢量控制数学模型应用Matlab7.1建立仿真模型并进行仿真,根据增量式PID控制原理和塔机起升机构传递函数对系统进行仿真,然后采用了现代智能控制方法中的一种——BP神经网络控制,对引入BP神经网络PID控制的系统进行计算机的数字仿真,并对仿真结果进行分析。对塔式起重机的起升机构进行实验研究。完成了实验系统元件的设计和计算选型,通过对电机的电流、转矩等性能参数的测试。本实验采用PC机作为控制中心,利用VB编程语言编写控制软件,PC机与变频器通过R485/R232转换接口连接,光电旋转编码器将减速器的转速转换成脉冲信号,由PCI-8333数据采集卡采集并传送到PC机进行处理,反馈经过动态链接库控制算法运算,输出数字控制量到变频器,改变其运行频率,实现电机的变频调速,从而提高塔式起重机工作机构的工作性能。
戴明宏[10]2004年在《起重机变频调速控制系统的设计与研究》文中研究表明随着现代控制理论的应用，新的控制策略不断出现。微处理器和微电子技术的发展，使变频调速控制系统日趋成熟。本文对将变频调速技术应用于起重机这一问题进行了研究，并将这一技术应用于郑州铁路装卸机械厂最新设计和生产的40吨龙门起重机中。通过一年的实际应用，表明这一技术是可行的，设计的起重机具有良好的性能。 论文首先讨论了门式起重机的负荷特点、调速方法、变频调速系统要点；其次介绍了可编程控制器和变频器的组成、原理；第叁，详细分析和总结了目前应用于起重机的主要调速方法的特点和存在的问题，并与变频调速进行了分析和比较，给出了控制参数利用变频调速的优点；第四，对各种控制参数的设计进行了分析与研究，并给出了这些控制参数。利用变频技术、可编程控制器(PLC)技术和触摸屏控制技术，通过软硬件开发以及各种控制参数的设计，实现了平滑的速度调节。这一平滑的速度调节是根据起升重量的变化自动实现切换起升工作速度和大、小车走行速度的。起升机构可以根据负荷的大小自动切换空钩、主钩、副钩不同的工作速度，从而实现了利用一套起升装置替代原来主、副两套起升机构。由于这种替代在小车内节省了一套起升机构，从而减轻了小车的自重，改善了钢结构的承载，同时增加了小车内的维修空间。所设计和生产的40吨全变频调速龙门起重机调速系统具备随时修改升降速度、加减速时间等工艺参数的功能，使门吊始终处于最佳运行状态，保证货物空中或落地定位准确，确保货物安全，大大提高了装卸效率。起升机构、大车、小车走行机构运行平稳，制动冲击小。通过软件实现了各机构的零位控制功能，改善了起重机的性能，减少了起重机故障，提高了装卸作业的安全性。同时采用变频器进行变频调速，比传统的串电阻调速具有明显的节能效果，较大提高了系统的功率因素和工作效率。
参考文献：
[1]. 基于PLC模糊控制的桥式起重机变频调速系统的研究[D]. 章程. 西南交通大学. 2008
[2]. 港口起重机PLC与变频控制技术的应用[D]. 张勇. 华南理工大学. 2013
[3]. 门座起重机交流变频调速系统设计与实现[D]. 罗东焕. 华南理工大学. 2010
[4]. 起重机变频调速控制系统的设计与研究[J]. 张卫峰. 科技创新导报. 2012
[5]. TC5613A塔机回转变频调速系统控制技术研究[D]. 沈裕强. 湘潭大学. 2016
[6]. 桥式起重机变频改造与对比测试[D]. 丁高耀. 浙江工业大学. 2014
[7]. 基于PLC控制的水电站起重机变频调速系统应用研究[D]. 王向辉. 重庆大学. 2007
[8]. QTZ63.6010自升式塔式起重机变频控制研究[D]. 张娜. 内蒙古农业大学. 2016
[9]. 起重机变频调速技术研究[D]. 邵国涛. 哈尔滨工业大学. 2009
[10]. 起重机变频调速控制系统的设计与研究[D]. 戴明宏. 西南交通大学. 2004
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