基于西门子PLC和变频器的桥式起重机控制系统设计

摘  要

随着现代控制理论的应用，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。而桥式起重机作为物料搬运系统中一种典型设备，在企业生产活动中应用广泛作用显著，故对于提高其运行效率，确保运行安全，降低物料搬运成本是十分重要。传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制，采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速，这种控制系统存在可靠性差，故障率高，电能浪费大，效率低等缺点。因此根据桥式起重机的运行特点，将可编程序控制器与变频器结合应用于桥式起重机控制系统，其中PLC系统则采用SIEMENS公司产品，大大提高了操作精度和稳定度;综合保护功能完善，便于及时发现、查找、处理故障；并且节约了能源。

关键词:可编程序控制器；桥式起重机；变频调速；变频器

目 录

摘  要 I

第一章 绪 论 1

1.1桥式起重机简介 1

1.2 本课题设计的意义、主要内容及基本参数 1

第二章 矢量控制变频调速 4

2.1 变频调速的基本原理 4

2.2变频器的基本结构和功能 6

2.2.1变频器的主电路 6

2.2.2变频器的控制电路构成 7

2.3变频调速的控制方式—矢量控制方式 8

2.3.1矢量控制的基本思想 8

2.3.2矢量变换规律 9

2.3.3矢量变换下异步电动机的数学模型 12

2.4矢量变换控制方程 13

第三章 桥式起重机变频控制系统的硬件设计 15

3.1总体设计方法 15

3.2 PLC技术简介 16

3.2.1 PLC概述 16

3.2.2 Siemens S7-200结构及工作原理 17

3.3部件的选择 18

3.3.1电机的选用 18

3.3.2变频器的选用 20

3.3.3 PLC的选用 23

3.3.4常用辅件的选择 24

3.4起重机变频调速系统设计 26

3.4.1系统控制的要求 26

3.4.2控制系统的1/O点及地址分配 26

第四章 桥式起重机变频调速系统软件设计 30

4.1 S7-200PLC网络的通信协议 30

4.1.1 S7-200PLC网络的通信协议的种类 30

4.1.2本系统通信协议的选择 31

4.2 PLC程序设计 32

4.2.1 PLC编程软件概述 32

4.2.2程序设计 33

4.3系统抗干扰措施 39

第五章 结束语 41

致  谢 42

参考文献 43