門機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的PLC應(yīng)用內(nèi)容

1、1門座式起重機的簡介1.1門座式起重機的概述門機是門座式起重機的簡稱，是有軌運行的臂架型移動式起重機。在現(xiàn)代海河港口裝卸設(shè)備中占有重要地位，它具有較好的工作性能和獨特的優(yōu)越結(jié)構(gòu)。我們港口總共有兩種門機分別是MQ40-43和，下面我們介紹一下本港門機。首先我們以我港門機MQ40-43來做了解認識。門機分為四大機構(gòu)包括（起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)），其中前三個機構(gòu)為工作機構(gòu)，行走機構(gòu)為非工作機構(gòu)。門機采用轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置。臂架系統(tǒng)、平衡梁系統(tǒng)、人字架、機器房、司機室等安裝在轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺由滾動元件支撐著。這樣裝在門架上部的回轉(zhuǎn)部分可以相對與門架做360°的回轉(zhuǎn)運動。門機在四大

2、機構(gòu)的配合下，既可以完成貨物的升降，起重機的行走、帶載做任意角度的旋轉(zhuǎn)，以及在變幅允許的范圍內(nèi)進行作業(yè)。金屬結(jié)構(gòu)包括門架、轉(zhuǎn)盤、上轉(zhuǎn)柱、機器房、司機室、臂架系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)組成。本機的臂架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤、立柱、平衡梁等結(jié)構(gòu)件采用Q345B材料制成，臂架系統(tǒng)采用箱形結(jié)構(gòu)，上轉(zhuǎn)柱、轉(zhuǎn)盤等為板梁或混合結(jié)構(gòu)。門座起重機有起升、回轉(zhuǎn)、變幅和運行機構(gòu)，前3種機構(gòu)裝在轉(zhuǎn)動部分上,每一周期內(nèi)都參加作業(yè)。轉(zhuǎn)動部分上還裝有可俯仰的傾斜單臂架或組合臂架及司機室。運行機構(gòu)裝在門座下部，用以調(diào)整起重機的工作位置帶斗門座起重機還裝有伸縮漏斗、帶式輸送機等附加設(shè)備，以提高門座起重機用抓斗裝卸散狀物料時的生產(chǎn)率。除電氣保護裝置外，

3、還裝有起重量或起重力矩限制器、起重機夾軌器等安全裝置。 門座起重機大多采用水平變幅系統(tǒng)。重物和臂架系統(tǒng)各自的重心在變幅過程中幾乎無垂直位移。其方法之一是靠增設(shè)活動平衡重來平衡臂架系統(tǒng)俯仰時的合成重心的升降變化這種方法布置較方便,工作也較可靠，應(yīng)用廣泛。方法之二是靠臂架系統(tǒng)的機構(gòu)特性來保證變幅時合成重心的移動軌跡接近水平線，無活動平衡重。所吊重物在變幅過程中沿著近于水平線的軌跡移動，可采用補償法和組合臂架法。補償法是通過特種儲繩系統(tǒng)在變幅過程中自動收放相應(yīng)起升繩，以補償臂架升降造成的吊具垂直位移。組合臂架法是依靠組合臂架的機構(gòu)特性保證臂端在變幅過程中接近水平移動。兩種方法都得到廣泛應(yīng)用

4、。  1.2門座式起重機的設(shè)計環(huán)境參數(shù) 工作狀態(tài)最大風速： 20米/秒 非工作狀態(tài)最大風速： 55米/秒 工作環(huán)境溫度: -20.936.3 平均相對濕度： 66% 最大相對濕度： 79% 最小相對濕度： 60%1.3門機的基本參數(shù)（1） 額定起重量是指起重機在正常工作的狀態(tài)下允許吊起的物體的質(zhì)量和可從起重機上取下的吊具的質(zhì)量總和額定起重量不包括吊鉤、吊鉤裝置等質(zhì)量，包括抓斗、電磁吸盤、集裝箱吊具等的質(zhì)量）本門機的額定起重量是40t×43m；吊鉤50t×33m最小幅度12m。（2） 起升高度是指指空載時從起重機停放水平面或運行軌道頂面到吊具最高工作位置的

5、垂直距離。本門機的起升高度：a. 吊鉤37m；b.抓斗25m左右（軌上）（3） 下降深度是指起重機在空載時從地面或軌面到吊具最低工作位置之間的垂直距離。本門機的下降深度：23m（軌下）（4） 軌距和基距：軌距是指運行軌道中心線之間的水平距離。本港所有門機的軌距屬于雙線門機為12米。同一軌道上起重機或小車兩支撐點中心線之間的水平距離。本門機基距是14米。（5） 最大高度69.2m（6） 尾部回轉(zhuǎn)半徑9m（7） 總行走輪數(shù)32只（8） 整機自重約699t（9） 上機電壓10KV（10）裝機容量833KW,起升2×280KW；變幅75KW；旋轉(zhuǎn)2×55KW；行走8×11

6、KW2門座式起重機的結(jié)構(gòu)原理及PLC控制原理2.1起升機構(gòu)2.1.1起升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理起升機構(gòu)由兩套獨立卷揚裝置的組成，前后布置在機器房內(nèi)。兩套卷揚機構(gòu)既可以單獨，也可以同時工作。抓斗作業(yè)時，前部的卷揚裝置鋼絲繩連接四索抓斗的閉合繩，后部則連接支持繩。起升驅(qū)動裝置包括變頻調(diào)速電動機、硬齒面減速箱、起升盤式制動器及鋼絲繩卷筒等。卷筒是用來收、放卷繞鋼絲繩的儲繩裝置。同時它把電動機的回轉(zhuǎn)運動變成鋼絲繩的直線運動，并把動力傳遞給鋼絲繩。在有槽卷筒的圓柱形外表面上，切有螺旋導向槽，繩槽的作用是使鋼絲繩在卷筒上排列整齊，增加鋼絲繩與卷筒的接觸面積，減少鋼絲繩的接觸應(yīng)力，同時在卷繞過程中，卷筒上相鄰兩個繩

7、圈不至發(fā)生摩擦，減少鋼絲繩之間的磨損，從而增加鋼絲繩的使用壽命。其工作原理是，變頻電機經(jīng)過聯(lián)軸節(jié)帶動齒輪減速器，齒輪減速器低速軸又帶動繞有鋼絲繩的卷筒?？刂谱冾l電動機的正、反轉(zhuǎn)，就能使卷筒上的鋼絲繩卷進或放出，實現(xiàn)取物裝置和貨物的上升或下降；切斷電動機電源時，依靠電力液壓推桿制動器制動，使取物裝置和貨物停止運動。2.1.2起升機構(gòu)的PLC的控制原理手柄在零位，相序正常，起升無故障，風速儀風速（風速達到18m/s時間斷音響報警；風速達到20m/s時長音報警，并輸出繼電器觸點斷電信號）在正常范圍內(nèi)，超負荷（95%額定起重量時有燈光顯示和聲音報警，110%額定起重量時，輸出繼電器觸點延時斷電信號）正

8、常，不作行走運行，起升無故障時，機構(gòu)允許升降。若超負荷超出正常的范圍，則只允許下降不允許上升。若在正常上升范圍內(nèi)，不超負荷，上升操作允許；在正常下降范圍內(nèi)，下降操作允許。另外，起升機構(gòu)還裝有起安全保護作用的多功能限位，限位能夠?qū)崿F(xiàn)正常升降位置前的減速、自動停止和極限位置時的緊急停止。起升機構(gòu)的電機上還裝有超速保護開關(guān)，以保證起升機構(gòu)的正常工作。2.2變幅機構(gòu)2.2.1變幅機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理變幅機構(gòu)主要由電動機、減速器、制動器、齒條導向裝置等組成。門機變幅機構(gòu)減速器采用的是德國SEW傳動機械公司生產(chǎn)的硬齒面減速器，減速器的型號是M4PSF80，在使用過程中定期檢查減速器的潤滑油(VG 460 齒輪油

9、)，并按本說明書要求定期進行更換。電動機是大連天元廠生產(chǎn)的變頻電動機，電動機的型號為YZP-280M-6DMTR，電動機的功率為75kw，該電機具有啟動平穩(wěn)，沖擊小等優(yōu)點，使變幅機構(gòu)工作時無嚴重沖擊和異常響聲，振動小，運動平穩(wěn)，工作可靠。制動器采用YPZ2-500V/Ed50/6電動液力推桿制動器，使用時應(yīng)保證有足夠的變壓器油。制動器應(yīng)經(jīng)常進行制動力矩、制動行程和間隙的調(diào)整。制動裝置動作靈活，安全可靠。在使用過程中制動器應(yīng)經(jīng)常檢查，調(diào)整制動力矩，制動行程和間隙以保證制動器的安全正常工作 。變幅齒條導向兼有導向和調(diào)整齒條與小齒輪嚙合狀況的作用。變幅驅(qū)動裝置工作原理：變幅減速軸與小齒輪相連，小齒輪

10、轉(zhuǎn)動，帶動齒條前后移動，從而推動臂架擺動。上下壓輪和小齒輪都裝在搖擺架上，并且在變幅時可以繞搖擺架的軸線擺動，保證齒輪與齒條很好的嚙合。變幅機構(gòu)的齒條、齒輪是一對開式傳動，使用過程中由于磨損的原因，嚙合間隙可能會產(chǎn)生變化，為保證該機構(gòu)的正常工作，需要調(diào)整用調(diào)整齒輪、齒條的嚙合間隙，調(diào)整工作可以通過調(diào)整變幅機構(gòu)搖架上的偏心壓輪來實現(xiàn) 。限位裝置：變幅機構(gòu)在搖架外側(cè)鋼結(jié)構(gòu)裝有變幅行程限位保護開關(guān)。變幅水平移動的原理：門機多采用四連桿式組合臂架。臂架系統(tǒng)是由臂架（變幅大臂）、象鼻梁、和剛性拉桿三部分組成，連同機架（人字架）組成平面四連桿機構(gòu)。在臂架擺動時，象鼻梁端點的運動軌跡以接近水平的軌跡移動。臂

11、架下鉸處裝有幅度極限行程限位開關(guān)。另外，在臂架下端還裝有幅度傳感器。防止起重機在工作過程中出現(xiàn)超幅現(xiàn)象，該系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)常檢查，以保證起重機的安全可靠 。2.2.2變幅結(jié)構(gòu)的PLC控制原理PLC控制原理：主令控制器置零位，相序正常，風速正常，變幅無故障，不作行走運行。增幅檔時，不超負荷 ，限位正常，增幅操作允許，增幅指令依次輸入到PLC，由PLC程序控制電機的運行，不論增幅（或減幅）、變幅制動器都打開，當手柄回零時，制動器延時抱閘，變幅機構(gòu)到達最大（最?。┓惹皶詣訙p速并最終停止。變幅機構(gòu)的限位能夠?qū)崿F(xiàn)最大最小幅度前的自動減速，自動停止。另外還在臂架的下鉸點處裝有最大最小幅度的緊急停止限位開關(guān)。變

12、幅電機上還裝有超速保護開關(guān)以保證變幅機構(gòu)的正常工作。2.3回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及PLC的控制原理2.3.1回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由兩套驅(qū)動裝置和外齒式三排滾柱軸承組成。兩套旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置分別布置在機房前部，每套驅(qū)動裝置均由立式電機、制動器及二級立式行星減速器組成。行星減速器的低速軸端小齒輪與固定在門架的大齒圈相嚙合，驅(qū)動起重機的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)減速器為立式行星減速器，型號為P2HF042，這種減速器能獲得較大的傳動比，滿足旋轉(zhuǎn)低速的要求。行星減速器的低速軸端小齒輪與固定在門架的大齒圈相嚙合，驅(qū)動起重機的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運動。主令設(shè)四檔位置，左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)檔位對稱。第一檔全電阻，第二檔切一級，

13、第三檔再切一級，第四檔以時間原則自動加速，最后電機運行在自然特性上。制動部分通過踩下制動踏板使液壓推動器通電達到推動器推桿運動，達到剎車的目的。腳踏板裝在司機座位前腳踏位置，在旋轉(zhuǎn)過程中司機踩下腳踏板，使推動器運動產(chǎn)生一制動力，從而使制動器抱閘。踩下腳踏開關(guān)后執(zhí)行時間快慢由旋轉(zhuǎn)剎車控制箱內(nèi)的時間繼電器設(shè)定的時間來決定，液壓缸推桿動作快慢由液壓缸上小螺絲決定，以實現(xiàn)無級平穩(wěn)制動，直至取得滿意效果。為了防止大風吹動門機發(fā)生與其它機械碰撞事故，本機還設(shè)有旋轉(zhuǎn)錨定裝置。司機上機作業(yè)時，首先須將旋轉(zhuǎn)錨定裝置打開。此處設(shè)置兩個行程開關(guān)，作為電氣聯(lián)鎖之用。為了在旋轉(zhuǎn)錨定時便于對準錨定坑，特在附近設(shè)有接近開關(guān)

14、。司機位置前方右側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)制動腳踏聯(lián)鎖開關(guān)，制動器另設(shè)有手輪式制動聯(lián)鎖開關(guān)（手輪限位），旋轉(zhuǎn)還有錨定開關(guān)。起重機不工作時，它們?nèi)继幱诎踩苿訝顟B(tài)，聯(lián)動臺上的旋轉(zhuǎn)正常指示燈不亮。起重機工作時，應(yīng)先打開手輪制動，后打開腳踏制動開關(guān)。把剎車腳踏開關(guān)撥至“自動”擋，一旦解除制動聯(lián)鎖，指示燈亮，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)制動器便處于常開待命狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)工作制動靠司機腳踏實現(xiàn)。制動時需要長時間踩踏，制動時間一般為2-3秒。2.3.2回轉(zhuǎn)機構(gòu)的PLC控制PLC控制原理：回轉(zhuǎn)主令置零位，風速儀正常，相序正常，回轉(zhuǎn)無故障，回轉(zhuǎn)手剎打開，不作行走運行，零位合上且自鎖，主令置左旋檔，回轉(zhuǎn)腳踏處于正常位置，左旋允許。主令置右旋檔，

15、回轉(zhuǎn)腳踏處于正常位置，右旋允許。2.4行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及PLC控制原理2.4.1行走結(jié)構(gòu)原理起重機的行走機構(gòu)是調(diào)整作業(yè)位置的非工作性機構(gòu)，在正常作業(yè)情況下，起重機僅做短距離移動，只有在調(diào)換泊位或防風時才作較長距離的運行。行走機構(gòu)為四組獨立的臺車，分別安裝在門架端梁的四個支撐下面，每組臺車有走輪8只，其中4只為驅(qū)動輪，4只為從動輪。行走機構(gòu)由變頻電機、減速器、開式齒輪傳動帶動驅(qū)動輪以驅(qū)動門機運行。門機四個行走腿上分布著四個聲光報警器，當運行電機啟動時，開始發(fā)出閃光和聲響。在行走臺車沿運行軌道外側(cè)安裝有橡膠緩沖器，用來減小起重機與外界碰撞時的沖擊力。為了防止兩臺門機行走時相碰或者為了保持門機之間

16、的最小間隙，在兩臺門機相對位置安裝了防碰撞的停車限位開關(guān)。行走車輪的最外側(cè)裝有軌道清掃器，以便門機行走時自動清掃軌道面上的障礙物，以確保門機的行走安全。輪行走臺車的整個結(jié)構(gòu)由支撐架、平衡梁、驅(qū)動臺車、從動臺車組成。平衡梁為箱形結(jié)構(gòu)，它承受起重機的自重載荷和外載荷，并聯(lián)結(jié)著主動、從動臺車。鉸接孔為銷軸式結(jié)構(gòu)。車架中間設(shè)有錨定裝置。在四套驅(qū)動臺車的外側(cè)設(shè)有清軌器，在小平衡梁的外側(cè)設(shè)有緩沖器。錨定裝置設(shè)有限位連鎖開關(guān)，在錨定狀態(tài)時，起重機不運行。在開始行走之前，必須把錨定拔起，各部分故障指示燈不亮，行走正常指示燈亮，行走方可正常操作。行走時門腿聲光報警器發(fā)出聲光信號，行走開始動作，同時電纜卷筒隨行走

17、而動。本門機不允許帶載運行。行走設(shè)有電纜終點前減速和終點限位開關(guān)，一旦終點限位動作，便自動終止該運動方向的驅(qū)動。門機的電纜卷盤由于位置突出而且脆弱，裝卸貨物時很容易刮碰損壞或引發(fā)更大的安全事故。所以要求鉗工要經(jīng)常檢查卷盤固定螺栓，保證緊固，并且要求司機作業(yè)時一定小心謹慎，避免刮碰。若遇臺風，應(yīng)將起重機行走至碼頭預(yù)先布置的錨定坑位置，然后將錨定插板放下插入錨定坑內(nèi)，并拉上防風拉鎖。行走的操作：行走機構(gòu)由八臺YZP2160L-6，11KW電機通過與起升機構(gòu)中的支持變頻器或開閉變頻器共用切換進行起、制動運行。此時轉(zhuǎn)換開關(guān)C4SA6應(yīng)在“機上行走”位置或者“地面行走” 位置。當轉(zhuǎn)換開關(guān)C4SA6在“機

18、上行走”位置時，由聯(lián)動臺上的主令控制行走機構(gòu)的多速運行或停止。 2.4.2行走機構(gòu)的PLC控制原理PLC控制原理：行走主令置零位，行走無故障，各工作機構(gòu)停止運行，電纜在正常行程范圍內(nèi)，風速儀正常，相序正常，錨定及防爬提起，行走零位置1且自鎖，不論左行、右行，聯(lián)動臺手柄操作后，制動器自動打開，停止運行時，制動器延時抱閘，電纜卷筒電機在行走運行停止后方可斷電。只要有行走運行信號，在行走前，聲光報警器就開始報警；停止運行后，聲光報警器延時斷電。2.5 PLC狀態(tài)檢測系統(tǒng)電氣故障出現(xiàn)后，PLC柜面和司機室的觸摸屏將顯示故障的原因，指示故障部位，依照故障原因維修人員可對故障進行快速的排除;排除過后需要按

19、下C4SB4按鈕，然后機構(gòu)方可運行操作。3 PLC在門座起重機系統(tǒng)的應(yīng)用實例3.1門機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電力拖動特點及控制要求（1）回轉(zhuǎn)支承采用大型三排珠滾動軸承，為適應(yīng)海港作業(yè)，避免潮氣和污物入侵，軸承密封良好，使用壽命與門機壽命相當。（2）回轉(zhuǎn)大軸承座圈上與轉(zhuǎn)盤聯(lián)接，下與圓筒聯(lián)接并要求有足夠的過渡圓角。上下與之聯(lián)接的平面均要進行機加工，并用熱處理的方法消除應(yīng)力，處理后應(yīng)進行精加工，表面平直，無翹曲，不得有透光現(xiàn)象，并有足夠的剛度。（3）回轉(zhuǎn)機構(gòu)由兩臺立式變頻電動機、行星減速箱，外嚙合開式齒輪副及回轉(zhuǎn)支承等組成，實現(xiàn)360度全回轉(zhuǎn)。（4）回轉(zhuǎn)驅(qū)動采用兩套驅(qū)動裝置，制動器采用常開式腳踏液壓系統(tǒng)。制動器

20、選用買方認可的運行可靠、安全，維修方便的制動器。其限位開關(guān)采用電感式接近開關(guān)，動作距離可調(diào)。（5）回轉(zhuǎn)部分與門架裝有鎖銷，與電氣聯(lián)鎖，鎖銷座位于對稱的兩個方位，應(yīng)滿足在最大工作風速情況下不發(fā)生轉(zhuǎn)動。非工作狀態(tài)時回轉(zhuǎn)部分的不鎖定，在該工況必須保證各相鄰起重機臂架不相碰。（6）制動器還設(shè)有制動手輪，以供安全制動。該處的電氣聯(lián)鎖開關(guān)采用接近開關(guān)。（7）回轉(zhuǎn)機構(gòu)應(yīng)設(shè)腳踏剎車，腳踏剎車時，應(yīng)斷開回轉(zhuǎn)機構(gòu)的電源，以防止該部分驅(qū)動電機過載損壞。3.2回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主要元件選擇及元件的控制原理（1）兩套旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置分別布置在機房前部，每套驅(qū)動裝置均由立式電機、制動器及二級立式行星減速器組成。行星減速器的低速軸端小

21、齒輪與固定在門架的大齒圈相嚙合，驅(qū)動起重機的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運動。（2）制動部分通過踩下制動踏板使液壓推動器通電達到推動器推桿運動，達到剎車的目的。腳踏板裝在司機座位前腳踏位置，在旋轉(zhuǎn)過程中司機踩下腳踏板，使推動器運動產(chǎn)生一制動力，從而使制動器抱閘。（3）旋轉(zhuǎn)減速器為立式行星減速器，型號為P2HF042，這種減速器能獲得較大的傳動比，滿足旋轉(zhuǎn)低速的要求。行星減速器的低速軸端小齒輪與固定在門架的大齒圈相嚙合，驅(qū)動起重機的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)采用雙機驅(qū)動，驅(qū)動電機為大連天元廠生產(chǎn)的立式變頻電動機電機，型號為YZP2-280S1-4MTR，額定功率75KW，該電機具有啟動平穩(wěn)，沖擊小等優(yōu)點，保

22、證旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在工作過程中的平穩(wěn)性。在電機與減速器之間裝有帶彈性柱銷聯(lián)軸節(jié)的制動輪。（4）制動器手輪制動器連鎖開關(guān) 起重機工作時，應(yīng)先打開手輪制動，后打開腳踏制動開關(guān)。把剎車腳踏開關(guān)撥至“自動”擋，一旦解除制動聯(lián)鎖，指示燈亮，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)制動器便處于常開待命狀態(tài)。腳踏連鎖開關(guān) 在起重機工作時，打開腳踏開關(guān)的開關(guān)撥至“自動”擋，一旦解除制動連鎖，指示燈亮，旋轉(zhuǎn)的機制制動器便處于待命狀態(tài)，當腳踏開關(guān)踩下時，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)制動。（5）旋轉(zhuǎn)錨定 為了防止大風吹動門機發(fā)生與其它機械碰撞事故，本機還設(shè)有旋轉(zhuǎn)錨定裝置。司機上機作業(yè)時，首先須將旋轉(zhuǎn)錨定裝置打開。此處設(shè)置兩個行程開關(guān)，作為電氣聯(lián)鎖之用。為了在旋轉(zhuǎn)錨定時便

23、于對準錨定坑，特在附近設(shè)有接近開關(guān)。（6）旋轉(zhuǎn)支撐 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)支承采用的是徐州羅特艾德回轉(zhuǎn)軸承有限公司產(chǎn)品，回轉(zhuǎn)支承是用來支承門機回轉(zhuǎn)部分重量和承擔回轉(zhuǎn)部分的傾覆力矩，同時也是門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的一個傳動部件，在使用過程中要定期對回轉(zhuǎn)支承進行潤滑。（7）風速儀 港口駐扎在海邊所以，避免不掉一些大風及暴風的經(jīng)常性的侵擾，為了保障工作的安全高效的完成，在門機上安裝了風速檢測儀器。風速的最大限制是55m每秒3.3 PLC的IO分配表及變頻器的輸入表3.1是PLC系統(tǒng)的IO分配表表3.1 PLC輸入元件名稱IO分配元件名稱IO分配手輪限位1I0.0電機過載檢測器I0.1超載I0.2電機過熱I0.3制動器

24、未打開I0.4高風速I0.5SB1啟動I0.6SB2停止I0.7輸出KM5起停Q0.4KM6正反轉(zhuǎn)Q0.5KM1一檔Q0.0KM2二檔Q0.1KM3三檔Q0.2KM4四檔Q0.3表3.2為ABB變頻器輸入的檔位的輸入表3.2變頻器輸入啟停I1.0正反轉(zhuǎn)I1.1一檔I1.2二檔I1.3三檔I1.4四檔I1.5以上的IO分配表的各個輸入量的產(chǎn)生原理：（1）YF6電接風速儀產(chǎn)生信號的條件是在風速達到22m/m的時候會產(chǎn)生報警，而此時的旋轉(zhuǎn)電機會跳閘。使電機停止工作。本港口使用的風速檢測儀器的型號是YF-6式電接風速儀。此風速儀的選型是使用的是轉(zhuǎn)輪式探頭。轉(zhuǎn)輪式探頭適用于中高速的風俗測量，與港口上的氣

25、候條件相符合；此種風速儀的工作原理是基于把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號，先經(jīng)過一個臨近感應(yīng)開頭，對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動進行“計數(shù)”并產(chǎn)生一個脈沖系列，再經(jīng)檢測儀轉(zhuǎn)換處理，即可得到轉(zhuǎn)速值。轉(zhuǎn)速值在轉(zhuǎn)化變?yōu)轱L級；而在此門機上的應(yīng)用并不是簡簡單單的得到一個現(xiàn)在的風速是幾級風，而是在風速達到門機工作狀態(tài)的一個臨界值的時候，給PLC一個信號，進而使PLC控制一個電機的安全性。本門機的最高風速的臨界之是22m/s的時候旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)會自動的跳主控。 （2）（手輪限位1，手輪限位2，防風錨定）的工作原理利用的接近開關(guān)給PLC提供輸入信號的。此接近開開關(guān)是屬于電渦流式接近開關(guān)俗稱電感接近開關(guān)，屬于一種開關(guān)量輸出的位置傳感器。它由LC高頻

26、振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生交變電磁場的振蕩感辨頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導電性能良好的金屬物體。下圖是接近開關(guān)的進本接線圖。這里的輸出作為PLC的輸入信號。圖3.1接近開關(guān)原理圖（3）超載輸入信號的工作原理：超載限制器，使用的是壓電式壓力傳感器與PCI1002-CHR起重機功能超載限制器連接，由超載限制器發(fā)出PLC的輸入信號。本港口的門機的額定起重量是40T，當實際所吊物體的重量超過額定起重量的百分是十的時候，超

27、載限制器發(fā)出一個信號，這個信號作為PLC的一個輸入信號。由于門座式起重機的工作特點的，需要電機的頻繁的重復(fù)啟動，停止，而容易造成了壓力傳感器經(jīng)常在帶有加速度的情況下工作造成了測量的誤差，所以在這里我們應(yīng)該選擇適應(yīng)經(jīng)常變化的信號的需要，所以選擇了壓電式壓力傳感器。（4）電機1、2過載檢測器，使用的是熱敏電阻溫度繼電器。他的工作原理是直接埋入電動機繞組中，一旦超過規(guī)定溫度，其電阻值急劇增大101000倍。 使用時，配以電子電路檢測，然后使繼電器動作。保護裝置與異步電動機的協(xié)調(diào)配合為了確保異步電動機的正常運行及對其進行有效的保護，必須考慮異步電動機與保護裝置之間的協(xié)調(diào)配合。這里就用到了典型的溫控電路

28、進行控制。如下圖3.3 為典型的溫控電路。3.4 控制系統(tǒng)的流程圖下面的流程圖，我們可以知道在門機的各個機構(gòu)的的工作過程中，PLC起到的只是連接作用，前面連接控制手柄，后面發(fā)出信號控制控制變頻器，變頻器根據(jù)反饋信號繼續(xù)對變頻電機進行控制。從而實現(xiàn)對門機回轉(zhuǎn)中的各個速度的控制。主令控制PLC變頻器M1圖3.2 整個控制系統(tǒng)的基本過程3.5各個元器件的選型 旋轉(zhuǎn)電機選型：此門機的旋轉(zhuǎn)電機為變頻調(diào)速三相異步電機，所用的電壓是380V工頻電壓，變頻范圍是1-100hz，由于工作的特點需要經(jīng)常性的長時間的變化轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速時可達1475r/min，所以在這里我們選擇YZP2系列的變頻調(diào)速電機。這類電機的

29、特點是具備有啟動功能 ；采用電磁設(shè)計，減少了定子和轉(zhuǎn)子的阻值 ；適應(yīng)不同工況條件下的頻繁變速 ；在一定程度上節(jié)能。與港口機械的工作特點相符。PLC的選型：根據(jù)設(shè)備的要求，在設(shè)備中的PLC要求14輸入，6輸出。所以選擇的是西門子的PLC型號是CPU226以及它的擴展模塊，這個PLC有24個輸入，16個輸出，下面的是以這個型號的PLC進行討論的。其特點是：簡單可靠的安裝。豐富的指令集。靈活的系統(tǒng)配置。高性能的運動控制。獨特的掉電保護功能。標準的編程語言。較強的通訊功能。強大的模擬處理能力。 熔斷器的選型：熔斷器類型應(yīng)根據(jù)負載的保護特性和短路電流的大小來選擇。對于保護照明和電動機的熔斷器，一般只考慮

30、它們的過載保護，熔體的熔化系數(shù)適當小些。 變頻器的選型：選型標準： 根據(jù)負載特性選頻器,選擇變頻器時應(yīng)以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù)。本港口的門機選擇ABB510系列的變頻器，功率范圍是1.1KW-132KW。具體型號是ACS510-01-25A-04。功率是11KW，電壓是380V，如下圖表3.3是ABB系列變頻器的選型規(guī)格表3.3下圖3.4為ABB變頻器的原理圖；3.5是ABB變頻器的檔位選擇原理圖。 上面的各個圖接口的簡介：DI1為啟停輸入，在這里的啟停開關(guān)的輸入控制由外回路的繼電器的敞開出點控制，當外部的繼電器常開閉合的時候就可以啟動變頻器；ID2口是作為正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換信號輸入的端口

31、，當端子常開的時候是作為電動機正轉(zhuǎn)的輸入信號；DI3DI6都是作為電動機不同轉(zhuǎn)速的時候的變頻器的輸入信號。DIN3至DI6是作為四個不同的檔速的輸入信號提供給變頻器的；DI3至DI6的檔速依次提高進而為電動機提供不同的轉(zhuǎn)速。3.6 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的外部硬件接線圖 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的PLC的硬件接線圖和主電路的接線圖；如下圖3.6；圖3.7 圖3.6是PLC的外部硬件接線圖 圖3.7是回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主電路接線圖上面的圖3.6和圖3.7是PLC控制回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的PLC的外部接線圖和主電路的接線圖。其中的PLC硬件接線圖是由PLC作為整個電路的中樞系統(tǒng)，由PLC控制各個電路的輸入信號并且進行邏輯運算，從而進行門機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)

32、的各個復(fù)雜動作，從而完成門機的裝卸任務(wù)。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的， PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。3.7回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的梯形圖Q0.5程序簡介：上圖的程序大致的可以分為三個部分。門座式起重機在按下啟動按鈕后啟動的自檢程序，在程序自檢完成之前門機的運行系統(tǒng)是不能進行工作的，當自檢程序完成后，如果有故障，故障點會自動反饋到司機室的顯示頻上，如果沒有故障則門機可以開始工作，進行裝載作業(yè)。至此第一部分完成。門機在前面的工作進行完成之后如果沒有故障反饋，則開始進行門機的裝載作業(yè)，在轉(zhuǎn)載作

33、的運行中，門機的各個超載限制器，電機的過載輸入信號，高風速的檢測信號等都會進行隨時隨地的反饋給PLC的控制系統(tǒng)，以確保工作中的安全作業(yè)的進行；在此過程中只要有故障檢測的信號輸入到了PLC門機就會自動的跳閘，確保安全的進行。這個是一個控制系統(tǒng)控制電機的正反轉(zhuǎn)，速度的控制，在這個控制系統(tǒng)運行的時候所有的檢測檢測元件都工作只要檢測到我們有故障反饋就就會自動跳閘。第一第二部分的檢測程序是相互照應(yīng)的，他們兩個與控制的程序組成一個統(tǒng)一體，循環(huán)輸出檢測。4門機的維護與保養(yǎng)為了減少機械磨損和延長機械零件的壽命以及門機的受用壽命，做好潤滑工作是非常必要的。各個機構(gòu)的機械件和電器設(shè)備的使用壽命很大程度上取決與是否

34、做到了正確的潤滑。潤滑是門機司機必備的一門技術(shù)和必須掌握的工作內(nèi)容之一。機械保養(yǎng)的好壞直接影響到生產(chǎn)效率，密切關(guān)系到安全生產(chǎn)和設(shè)備的壽命。遵照在有軸和孔做功配合的地方，以及有摩擦面的機械部分，都要定期進行潤滑得原則，可減少磨損。本起重機潤滑方式有三種：（1）運行機構(gòu)減速箱、起升、旋轉(zhuǎn)、變幅減速箱采用油池飛濺潤滑。（2）運行機構(gòu)的各鉸點，走輪滾動軸承等部位以及所有制動器的各鉸軸采用人工分散潤滑。（3）起重機旋轉(zhuǎn)部分以上（除起升機構(gòu)；旋轉(zhuǎn)行星減速器及變幅減速器 以外）的各軸承座，回轉(zhuǎn)大軸承（24個油點）及各鉸點軸承等，采用集中潤滑。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以上部位共有77個潤滑點，大車行走部分共有四部分152個潤

35、滑點。4.1各個結(jié)構(gòu)件的潤滑與保養(yǎng)4.1.1 制動器各機構(gòu)的制動器，既是重要的工作部件，也是重要的安全設(shè)施，應(yīng)予以特別注意，本機的起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)均是標準的瓦塊制動器。這種制動器的制動力矩在相當范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的，但是只能用調(diào)節(jié)主彈簧松緊程度的方法，來調(diào)節(jié)制動力矩的大小，不得用調(diào)節(jié)制動瓦塊退距的方法來調(diào)節(jié)制動力矩的大小，在制動器上閘之后，液壓推桿必須有足夠的補償行程。起升制動器的制動力矩應(yīng)調(diào)至額定負荷下降制動之后，貨物能下滑0.40.5m，不能太緊，也不能太松4.1.2 吊鉤吊鉤是起重機的重要部分之一，必須定期檢查，若發(fā)現(xiàn)有下列情況是，吊鉤或其附屬零件應(yīng)報廢更新。（1）表面出現(xiàn)裂紋、破口；（2

36、）吊鉤危險斷面的磨損達到原尺寸的10；（3）吊鉤危險斷面或吊鉤頸部產(chǎn)生塑性變形；（4）吊鉤表面有任何裂紋或破口；扭曲變形超過10度；4.1.3 減速箱（1）減速器應(yīng)按規(guī)定要求加足潤滑油，靜結(jié)合面以及軸伸出端均不允許有滲油現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)滲漏應(yīng)及時檢查排除。（2）靜結(jié)合面加工毛刺是否去除干凈，加工面粗糙度是否符合要求，分合面是否平整，上下箱體合上后不能有縫隙，用0.05mm塞尺檢查，允許塞入10mm深度。在符合上述要求的情況下，安裝時允許涂以密封膠；軸端密封圈粗糙度應(yīng)達到30% 以上，密封圈損壞即更換。減速器在使用后的第一次清洗換油時間按規(guī)定的期限縮短50，將用過的油放掉，再以煤油仔細清洗，使箱體潤

37、滑油雜質(zhì)磨下的鐵削等清洗干凈。清洗時，結(jié)合使用運轉(zhuǎn)情況，作一次檢查。（3）接觸斑點分布是否合理，位置應(yīng)趨近齒面中部；要求接觸斑點沿齒高方向不得小于35，沿齒長方向不得少于60。（4）軸承軸向間隙是否正常：（5）圓錐滾子軸承的軸向間隙為0.040.07mm；（6）調(diào)心滾子軸承的軸向間隙為0.20.5mm。4.1.4回轉(zhuǎn)大軸承回轉(zhuǎn)大軸承是起重機的重要部件，如何保證軸承正常運轉(zhuǎn)、延長使用壽命，除了軸承上下承件具備足夠的剛度、良好的平面度、傾斜度以及正確的安裝精度外，使用中注意經(jīng)常維護是十分重要的一環(huán)。 （1）高強度螺栓的檢查的回轉(zhuǎn)軸承在工作后第一個100小時就應(yīng)檢查內(nèi)外圈螺栓的預(yù)緊力矩（300kgm）以后每工作500小時檢查一次。使用中若出現(xiàn)噪音、沖擊等異常現(xiàn)象，應(yīng)停止檢查。 （2）潤滑軸承安裝后，必須填滿潤滑脂，應(yīng)邊回轉(zhuǎn)邊充填，使?jié)櫥鶆蚍植迹钡叫碌挠椭_始擠出密封唇為止。一般每班（12小時）潤滑打油10分鐘左右。但由于經(jīng)過一段時間工作后常出現(xiàn)不足或過剩的不平衡現(xiàn)象，因此操作人員仍應(yīng)經(jīng)常檢查。 注意：起重機各構(gòu)件螺栓都必須經(jīng)常進行檢查，防止由于螺栓松動引起起重機工作時發(fā)生劇烈震動，因此為這種震動將使回轉(zhuǎn)支承工作條件惡化