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摘 要

本设计主要针对传统的继电-接触器系统的能耗成本高、程序复杂和系统工作时的功率消耗大等问题，设计了由PLC实现控制的电路的桥施起重机电气控制系统。本设计主要包括主电路和控制电路，在硬件上主要采用了FR-500系列的三菱变频器来控制主电路，实现了电动机变频调速的功能，同时在控制电路上采用了西门子S7-226PLC来实现电路的开关运行状态;软件设计上主要采用西门子编写软件来编写梯形图。通过软硬件电路的相互配合，完成了基于PLC桥式起重机电气控制系统的设计的调试，并且成功仿真，通过多个方面多个角度的测试之后发现该系统系统内部运行稳定与此同时非常流畅。

关键词：PLC控制，电气控制系统，变频调速，桥式起重机

Abstract：This design is mainly aimed at the traditional relay - contactor system of the high cost of energy consumption, process complex and system power nsumption of the big problems at work, the design of circuit controlled by the PLC to realize the bridge crane electrical control system. This design mainly includes the main circuit and control circuit, the hardware mainly adopts the FR - 500 series of mitsubishi inverter to control the main circuit, realized the unction of motor frequency control of motor speed, at the same time in the control circuit adopts Siemens S7-226 PLC to realize the circuit switch operation; Software design mainly USES Siemens to write software to write ladder diagram. Use the software and hardware circuit together, completed the design of the bridge crane electric control system based on PLC of debugging, and successful simulation, through multiple aspects of multiple Angle after tests found the system within the system steady operation at the same time very smoothly.

Keywords: PLC control, electrical control system, variable frequency speed regulation, bridge crane

目 录

1 绪论 3

1.1桥式起重机在现代工业中的发展 3

1.2 本课题设计的任务与意义 3

2 电气控制系统的设计 5

2.1 桥式起重机控制要求的分析 5

2.2 保护功能的分析 5

2.3 电气控制原理图的设计 7

3 元件的选型 11

3.1 变频器的选择 11

3.1.1 三菱变频器FR-F500系列的接线端的功能 12

3.1.2 变频器的选择和参数设定 13

3.1.3变频器基本配置的选择 17

3.2制动电阻的选择 19

3.3 PLC的选型 19

3.3.1 西门子S7-226 PLC的介绍 19

3.3.2 S7-226PLC的程序设计 22

4 硬件电路的设计 26

4.1 相关元器件的尺寸的介绍及布局图 26

4.2桥式起重机电气控制系统的电路的安装接线图 27

5 设备的调试 28

5.1 硬件的调试 28

5.2 软件的调试 28

总 结 31

参考文献 32

致 谢 33

1 绪论

1.1桥式起重机在现代工业中的发展

在如今现代化工业发展迅速的前景下，随着现代工业生产和起重运输的要求越来越高，光靠传统的继电-接触器的桥式起重机已经远远不够，它暴露的问题也是越来越多。本论文将以“桥式起重机”作为研究课题，设计出基于PLC桥式起重机控制系统。它在生产过程中可以实现机械化以及自动化的生产、加工。从外表来看，桥式起重机的结构非常简单，桥梁，电梯和电机部件，特别是位于车站梁顶部的，唯一感觉是更实用的起重机。

如今，现代化工业发展迅速同时起重机的需求量也增加，使得制造起重机得到快速的发展，一些企业都在优化起重机的设计，因此桥式起重机在现代工业中得到快速的发展。从现在的技术来看要想提高生产率就必须使用自动化设备，这对生产自动化的厂家无疑是一个好消息。这种技术在国外已经有一套比较完整的系统，自动化已经在大大小小的厂家使用，然而我国仍处在设计、生产周期化阶段、加工成本高、机械设备落后的情况。相对发达国家落后太多。如果我国能够从国外的工业发展中获得启发，那么在桥式起重机的发展同时中国机械制造业也将得到发展。

说到起重机的技术设计，主要包括设计计算的绘图计划和起草手册，设计的开始应更多关注结构的设计部分，按照要求计算的主要尺寸，规范且系统的构造出桥式起重机的分支结构。仔细阅读相关信息，对典型结构进行研究分析，按照国家标准制定不同方面的任务规范，及时完成各个阶段的设计任务。

1.2 本课题设计的任务与意义

本课题的设计任务如下：

(1)首先根据机械需求安排确定三个控制对象，然后分析起重机的控制要求。

(2)分别设计出大车、小车、起升机构的电气控制原理图。

(3)根据硬件电路条件选择变频器的类型。

(4)根据软件电路的要求确定PLC控制系统所选用的型号。

(5) 绘制安装接线图。

(6) 编写PLC梯形图。

(7)软件调试出仿真。

现在市场上大多存在传统的桥式起重机，老式的继电-接触器控制的起重机在技术上已经远远落后于生产要求，继电-接触器控制系统的起重机所采用的也是传统的交流绕组转子电阻法，在启动机器运转时以及运行过程中的速度调节出现很多问题，主要的缺点表现在下面几点:

（1）目前在很多工厂里很多地方用到桥式起重机，工作任务很重，工作环境也相对较差，发动机很容易电阻烧损和断裂。

(2)传统的继电-接触器控制系统的起重机在运行过程中，出现很多例如因程序复杂而出现机器故障率高，可靠性差的问题，同时出现问题多的同时而产生的维修费用也会变高。

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