港口起重机plc与变频控制技术应用

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1、港口起重机PLC与变频控制技术应用第一章绪论1.1港口起重机控制系统改造的意义港口起重机是目前散杂货码头主力的装卸设备，广泛运用于各港口的现场生产。据统计，绝大多数港口九十年代购买的起重机电气控制系统采用传统的接触器、继电器相关联控制方式，起重机各机构驱动电机采用转子串联切电阻的调速方式，这种老旧的电气控制系统结构复杂，控制精度低，效率低，能耗高，故障率高，稳定性差，同时对起重机机械结构震动损伤大。基于目前港口旧起重设备的机械结构仍能够满足装卸作业的要求，而其电气控制系统处于相对落后的状态，本文从旧门座式起重机的电气控制系统

2、出发，通过分析旧起重机在使用中存在电气系统结构复杂，控制精度低，生产效率低、故障多、能耗高等问题，并针对这些具体问题重新设计旧起重机的PLC控制系统、变频调速系统，结合某港口的门座式起重机起升机构、变幅机构电气控制系统的改造，证实PLC控制技术和变频控制技术在旧起重设备电气控制系统中改造的可靠性、可行性，并对比旧起重机电气控制系统改造前后的性能状态、使用效果，通过港口生产检验得出门座式起重机改造后各机构运行平稳，机械震动冲击力明显减小，起重机作业的效率提高、电气故障显著减少，给目前港口相关起重设备电气控制系统升级改造提供参考

3、。.........1.2港口起重机的介绍港口起重机广泛应用于港口货物的装卸作业，大型水电站建设,大型造船厂船舶的制造、维修等，港口起重机对减轻繁重的体力劳动，改善工作环境，提高工作效率具有重要意义，是实现自动化生产中必不可少的生产工具。港口起重机按结构特点及功能可分为：桥式类起重机，顾名思义该类起重机的外形结构与桥梁相似，主要配备起升机构、俯仰机构和行走运行机构，起重机可在行走运行机构所能到达的区域进行作业。如：门式起重机、集装箱桥、梁式起重机等。臂架类起重机，该类起重机为臂架结构，主要配备起升机构、变幅机构、旋转机构和行

4、走运行机构，利用这些机构之间的相互配合，起重机可在行走运行机构和旋转机构所能到达的区域及上空作业。如：门座式起重机、回转起重机、汽车起重机等。小型起重设备，该类起重机通常配备一个起升机构，可以实现一个方向上的往复运行，或在一条直线上简单作业。例如：滑车、电动葫芦等。第二章门座式起重机控制系统的设计2.1门座式起重机改造的技术要求某港口门座式起重机，是原上海港口机械厂1999年生产的MQ16--33型起重机，如图2-1所示，该起重机为四连杆组合臂架全回转门座式起重机，适用于港口码头前沿吊钩装卸件杂货及进行抓斗作业。起重机吊钩工

5、况作业幅度在9--25m范围内额定起重量为25吨，起重机抓斗工况作业幅度在9--33m范围内额定起重量为16吨；起重机由起升机构、变幅机构、旋转机构、行走机构、臂架系统、立柱及平衡系统、转台、圆筒门架、司机室、机器房、安全保护装置和电气控制系统等部分组成，可带载作水平位移变幅和任意角回转，起升机构、变幅机构与旋转机构既可单独操作，也可联合操作，行走机构单独操作。MQ16--33型门座式起重机主要技术性能参数如表2-1所示。某港口二泊位为散杂货通用装卸泊位，配有四台大型起重装卸设备，包括两台MQ16--33门座式起重机、两台M

6、Q25--33门座式起重机，其中两台MQ25--33门机是2008年5月投产使用，起重机起升机构、变幅机构以及行走等机构的电气控制系统采用变频器调速与PLC程序控制，船舶装卸效率高，电气控制系统稳定可靠，作业故障较少。而另外两台MQ16--33起重机是1999年7月份投产使用，两台起重机起升、变幅、行走及旋转等机构的电气控制系统均采用传统的继电器、接触器相关联的控制方式，且各机构电机采用转子串联切电阻调速方式，随着港口生产量的不断增加，此两台起重机的使用频率越来越高，一直满负荷甚至超负荷的作业，伴随使用时间的延长，两台起重机

7、的起升、变幅机构故障率不断上升，经常出现控制回路过流导致继电器、接触器烧坏，或频繁引起控制接触器触头粘连在一起等故障。由于此类故障的反复出现，此两台起重机在抓斗工况时操作司机不仅需要根据操作经验认为调节抓斗的打开、闭合情况，而且需要频繁调节控制抓斗开合的4条钢丝绳的平衡状态，另外，这两台起重机还时常出现取料抓斗在作业过程中开斗使货物洒漏在珠江里面的情况，在吊钩工况作业时，两台门机也频繁出现起升溜钩引起货物摔坏等事故，存在较大的安全生产隐患。2.2门座式起重机改造的设计标准门座式起重机原起升机构配置2台132kRONPLC控制

8、器进行程序改造，对起重机起升机构、变幅机构采用安川起重机重负荷变频器进行调速控制改造。门座式起重机完成改造后，利用安川监测软件对起重机电气控制系统的运行参数、运行趋势图在线监控，起重机运行完全正常。经港口生产检验，门座式起重机装卸作业效率明显提高，电气控制系统稳定可靠，起重机运行过程中故障