30方浮式抓斗起重机控制系统设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述机械设计制造及其自动化30方浮式抓斗起重机控制系统设计一、提要浮式抓斗起重机主要运用于挖泥船上适用于中、小航道锚地的疏浚工防波堤、系船码头、河床的挖掘，除了挖取粘土、淤泥、卵石外，容重比大的抓斗能挖掘硬质土、珊瑚礁等。在国内抓斗挖泥船的生产只是小型的，但是伴随着大型疏浚工程的增多，大型疏浚装备快速发展，抓斗式挖泥船作为疏浚业的关键技术装备快速增加，大型抓斗式挖泥船市场需求量巨大。不过我国国内还没具备大型抓斗机的生产能力，现在只能靠进口或者引进二手抓斗来补充国内不断扩大的需求[1]。二、系统的设计简介关于浮式抓斗起重机控制系统的设计方面，需要设计的有抓斗机的设计、

2、液压系统的设计与电控系统的设计。抓斗机的设计可以和陆式抓斗机的设计一样，本设计的抓斗机抓斗采用双颚板抓斗，抓斗主要由两个颚板、一个下横梁、两个支撑杆和一个横梁组成。其操作过程课分为四个步骤：①抓斗下降，②抓斗抓取货物，③满抓斗上升，④抓斗卸料[2]。⑴电控系统选择电控系统决定不采用传统的电气控制，原因是以下其缺点：[3][4][5]1、抓斗工作的协调主要靠司机的熟练程度、技术水平。司机在操作抓斗时要考虑支持、开闭机构的协调，劳动强度大，容易疲劳，易产生误操作，甚至造成钢丝绳断裂、抓斗砸坏。2、在抓斗起升时，刚起升的瞬间，起升开闭电动机受力不均匀，开闭电动机单独受力，易过载，造成

3、电机损坏及钢丝绳断裂。3、抓斗上升、下降报警到极限位置不易控制，所用限位开关很难长期使用。4、为实现合适的抓斗工况，司机要经常点动操作或打倒车，电气元件和电动机经常处于大电流工作状态，降低了元件的使用寿命。5、抓斗起重机每天需进行上千次的操作，由于绕线式电机调速是通过系统中的主要控制元件一一交流接触器来接入和切除电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在大电流下，非常容易烧坏触头。同时因工作环境恶劣，转子回路串接的电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂，因而设备故障率高，维修量大，小车、大车的运转也存在上述问题。传统的抓斗起重机存在如上缺点，所以随着起重机械的不断发展，传统的控

4、制技术己不能满足某些行业对起重设备效率高、节能环保、故障率低等性能的要求。因此，利用现代控制技术来改造传统控制方式，已逐渐成为现今行业内生产厂家及各相关企业普遍关注的问题。针对上述传统电气控制方式存在的不足，运用先进的可编程控制技术（即PLC）、变频器和位置传感器技术，以程序控制取代继电器，使用变频器PLC是整个控制系统的核心，除了紧急停机按钮以外，所有的操作设备、检测设备和执行设备都是通过PLC互相联系起来的。为减小电气干扰的影响，除就近的联动操作台信号外；PLC的所有输入输出均通过入口及出口继电器连接。紧急停机按钮是在发生紧急情况时人为干预的最后手段，即使在PLC功能已经失

5、效的情况下也能够正常起作用，该信号直接作用于各支路断路器使其跳闸。用切断电源的方式迫使整个浮吊立即停止工作的。联动操作台上其他所有的操作指令全部以接点方式输入PLC；再由PLC去控制各变频器以使各电动机正反转、加减速以及停止运行。操作指令与电动机的运转方向和速度之间有一一对应关系，通过PLC实现联锁关系。[6]可编程控制器PLC的主要功能有：①控制功能；②数据采集、存储与处理功能；③输入输出接口处理功能；④通信、联网功能；⑤人机界面功能；⑥编程、调试功能。[7]可编程控制器具有如下主要特点：一、可靠性高①所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部之间电气

6、上隔离；②各模块均采用屏蔽，以防止辐射干扰；③良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采效措施，防止故障扩大；④大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统，靠性更进一步提高。二、模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构来完成不同的任务组合。针对不同的工业现场信号，有相应的1/0模块与工业现场的器件或设备相。另外为了提高操作性能，它还有多种人一机对话的接口模块;为了组成工部网络，它还有多种通讯联网的接口模块等。三、功能强PLC应用微电子技术和微机技术，一般都具有逻辑、定时、计数等顺序控制。还可以具备模拟1/0、基本算

7、术运算、通信能力等。复杂型式的PLC，还具有扩展的计算能力、多级终端机制、智能1/0、PID调节、过程监视、网络通、远程FO、多处理和调速数据处理能力。四、编程简单易学；PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图型式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。五、适应工业环境PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境下可靠工作。这是PLC产品的市场生存价值。六、安装、维修简单与计算机系统相比，PLC安装不需