40T门座式起重机电控系统的改造工程研究

摘要

门座式起重机是港口装卸作业中的主要设备,其调速性能的优劣对港口生产效率的提高具有重要影响。本文结合GW公司的40t门机改造项目,以PLC和变频器调速为核心,从整机的变频调速控制系统出发,对门机的起升机构、行走机构、变幅机构、旋转机构进行了变频调速改造。首先对本项目的背景情况进行了介绍,分析了国内外对变频调速的研究现状,并针对GW公司门机的实际情况提出了电控系统改造的目标;为了进一步提高门机运行机构的控制精度和过载能力,考虑采用矢量变频控制技术,并对矢量变频调速原理进行了深入的研究,实现了仿照直流电机的控制方式对交流电机进行控制;并以旋转机构的变频调速改造为例,详细介绍了各种元器件的选择、控制系统电路图设计和控制软件设计。门机的监控系统采用了先进的PROFIBUS-DP现场总线技术,将对执行器的基本控制、现场状态监控报警、优化和管理等功能有效的结合在一起,这使现场监控更方便,其稳定性也得到进一步的提高。
　　经过系统性的实验测试,按照本论文中变频调速方案改造后的门机系统更加稳定,功能完善。各机构具有更高的控制精度,克服了原有V/F调速控制系统中对电机的控制精度不足,过载能力有限等不足;有效地利用了原有旧设备中尚能使用的电机、制动器等设备,节约了改造成本。

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第一章 绪论

1.1选题的背景和意义

1.2国内外门座式起重机电气控制研究现状

1.3门座式起重机的交流变频调速

1.4项目内容及意义

第二章 门座式起重机工作原理概述

2.1门座式起重机发展概况

2.2门座式起重机机械部分简介

2.3 门座式起重机基本技术参数

2.4门座式起重机的改造方向

第三章 矢量变频控制原理

3.1 变频调速的基本原理

3.2变频器的基本结构及功能

3.3变频调速的矢量控制方式

3.4矢量控制变频调速的优点及应用范围

第四章 门座式起重机变频控制系统的硬件设计

4.1门座式起重机控制系统简要设计

4.2可编程控制器（PLC）概述

4.3关键部件的选用

4.4变频调速系统的设计

第五章 门座式起重机变频控制系统的软件设计

5.1 PROFIBUS-DP通讯协议

5.2 STEP7项目系统组态过程（以旋转机构变频器为例）

5.3 主站与变频器从站数据传输PLC程序的设计

5.4门座式起重机控制系统流程图

5.5系统电源梯形图

5.6变幅系统梯形图设计

第六章 改造效果分析及经济效益

6.1改造效果分析

6.2改造效果验证

6.3经济效益

6.4变频调速的展望

参考文献

致谢