本文關(guān)鍵詞：40T門座式起重機電控系統(tǒng)的改造工程研究

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【摘要】：門座式起重機是港口裝卸作業(yè)中的主要設(shè)備，，其調(diào)速性能的優(yōu)劣對港口生產(chǎn)效率的提高具有重要影響。本文結(jié)合GW公司的40t門機改造項目，以PLC和變頻器調(diào)速為核心，從整機的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)出發(fā)，對門機的起升機構(gòu)、行走機構(gòu)、變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進行了變頻調(diào)速改造。首先對本項目的背景情況進行了介紹，分析了國內(nèi)外對變頻調(diào)速的研究現(xiàn)狀，并針對GW公司門機的實際情況提出了電控系統(tǒng)改造的目標(biāo)；為了進一步提高門機運行機構(gòu)的控制精度和過載能力，考慮采用矢量變頻控制技術(shù)，并對矢量變頻調(diào)速原理進行了深入的研究，實現(xiàn)了仿照直流電機的控制方式對交流電機進行控制；并以旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的變頻調(diào)速改造為例，詳細介紹了各種元器件的選擇、控制系統(tǒng)電路圖設(shè)計和控制軟件設(shè)計。門機的監(jiān)控系統(tǒng)采用了先進的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)，將對執(zhí)行器的基本控制、現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)控報警、優(yōu)化和管理等功能有效的結(jié)合在一起，這使現(xiàn)場監(jiān)控更方便，其穩(wěn)定性也得到進一步的提高。 經(jīng)過系統(tǒng)性的實驗測試，按照本論文中變頻調(diào)速方案改造后的門機系統(tǒng)更加穩(wěn)定，功能完善。各機構(gòu)具有更高的控制精度，克服了原有V/F調(diào)速控制系統(tǒng)中對電機的控制精度不足，過載能力有限等不足；有效地利用了原有舊設(shè)備中尚能使用的電機、制動器等設(shè)備，節(jié)約了改造成本。
【關(guān)鍵詞】：門座式起重機 變頻調(diào)速 矢量控制 PROFIBUS 現(xiàn)場總線
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH213.4;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 選題的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外門座式起重機電氣控制研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 門座式起重機的交流變頻調(diào)速10
• 1.4 項目內(nèi)容及意義10-12
• 第二章 門座式起重機工作原理概述12-20
• 2.1 門座式起重機發(fā)展概況12
• 2.2 門座式起重機機械部分簡介12-17
• 2.2.1 門座式起重機機械部分構(gòu)造12-13
• 2.2.2 門座式起重機工作原理13-17
• 2.3 門座式起重機基本技術(shù)參數(shù)17-18
• 2.4 門座式起重機的改造方向18-20
• 2.4.1 門座式起重機的改造原則18
• 2.4.2 門座式起重機改造方案的確定18-20
• 第三章 矢量變頻控制原理20-31
• 3.1 變頻調(diào)速的基本原理20-22
• 3.1.1 基頻以下調(diào)速20-21
• 3.1.2 基頻以上調(diào)速21-22
• 3.2 變頻器的基本結(jié)構(gòu)及功能22-23
• 3.2.1 變頻器的主電路22-23
• 3.2.2 變頻器的控制電路構(gòu)成23
• 3.3 變頻調(diào)速的矢量控制方式23-29
• 3.3.1 矢量控制的核心23-24
• 3.3.2 矢量變換規(guī)律24-27
• 3.3.3 矢量變換下異步電動機的數(shù)學(xué)模型27-29
• 3.4 矢量控制變頻調(diào)速的優(yōu)點及應(yīng)用范圍29-31
• 3.4.1 矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點29
• 3.4.2 矢量控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍29-31
• 第四章 門座式起重機變頻控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計31-47
• 4.1 門座式起重機控制系統(tǒng)簡要設(shè)計31-33
• 4.1.1 起升機構(gòu)32
• 4.1.2 行走機構(gòu)32
• 4.1.3 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)32-33
• 4.1.4 變幅機構(gòu)33
• 4.2 可編程控制器（PLC）概述33-36
• 4.2.1 關(guān)于 PLC 的簡要概述33-34
• 4.2.2 PLC 的基本組成34-35
• 4.2.3 PLC 的基本工作方式35
• 4.2.4 門機 PLC 控制常見故障及解決方法35-36
• 4.3 關(guān)鍵部件的選用36-40
• 4.3.1 電機的選用36-37
• 4.3.2 PLC 的選用37
• 4.3.3 變頻器的選用37-40
• 4.3.4 PLC 與變頻器的連接40
• 4.4 變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計40-47
• 4.4.1 PROFIBUS 總線概述41-42
• 4.4.2 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)系統(tǒng)圖的設(shè)計42-45
• 4.4.3 聯(lián)動臺及監(jiān)控系統(tǒng)45-47
• 第五章 門座式起重機變頻控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計47-59
• 5.1 PROFIBUS-DP 通訊協(xié)議47-48
• 5.2 STEP7 項目系統(tǒng)組態(tài)過程（以旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻器為例）48-51
• 5.2.1 組態(tài)過程48-49
• 5.2.2 設(shè)置 S1-P1 通訊卡參數(shù)49
• 5.2.3 主站與變頻器從站的數(shù)據(jù)傳輸49-51
• 5.3 主站與變頻器從站數(shù)據(jù)傳輸 PLC 程序的設(shè)計51
• 5.4 門座式起重機控制系統(tǒng)流程圖51-54
• 5.5 系統(tǒng)電源梯形圖54-57
• 5.6 變幅系統(tǒng)梯形圖設(shè)計57-59
• 第六章 改造效果分析及經(jīng)濟效益59-65
• 6.1 改造效果分析59
• 6.2 改造效果驗證59-63
• 6.2.1 采用安川公司 1000 型原裝起重機專用高性能變頻器59-60
• 6.2.2 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由目前的 V/F 控制改為閉環(huán)矢量控制60
• 6.2.3 更新 PLC 控制程序60
• 6.2.4 增加觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)60-62
• 6.2.5 優(yōu)化后效果62-63
• 6.3 經(jīng)濟效益63
• 6.4 變頻調(diào)速的展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 ;CHV190開環(huán)矢量控制在固定式門座起重機上的應(yīng)用[J];電源世界;2011年10期

2 Teng JIANG;Yanjun LI;;Synchronized output regulation of switching networks based on synchronization observer[J];Journal of Control Theory and Applications;2013年02期

3 時蕾;張君霞;劉麗;;基于S7-300PLC的起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計[J];煤炭技術(shù);2011年03期

4 曹建榮,虞烈,謝友柏;感應(yīng)電動機的解耦控制與矢量控制的解耦性質(zhì)[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2000年06期

本文編號：723417