起重机电气控制系统及上车布局优化的设计与实现

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1、分类号UDC密级单位代码lQ151起重机电气控制系统及上车布局优化的设计与实现李海洋指导教师李广强职称副教授企业副导师杨素伟职称高级工程师学位授予单位申请学位级别论文完成日期答辩委员会主席DesignandImplementationofElectricalControlSystemandUpper—carlayoutoptimizationofCranesAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthede

2、greeofMasterofEngineeringbyLiHaiyang(ControlEngineering)ThesisSupervisor：AssociateProfessorLiGuangqiangAssistantSupervisor：SeniorEngineerYangSuweiOctober2012大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文!起重扭电氢蕉剑丕统丛±奎查旦垡丝数遮让皇塞塑：：。除论文中已经注明引用的内容外

3、，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论

4、文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。不保密留(请在以上方框内打“4”)论文作者签名：碑导师签名：存心虽日期：扣，土年，，月，，目中文摘要摘要近些年，我国在港口码头、土木建筑、水利水电等行业的大型起重机设计和制造方面取得了一些成绩，但起重机的技术性能及行业的发展在很大程度上取决于起重机电气与控制系统及整体布

5、局方案设计的创新与提高。采取机械与电子技术相结合，将先进的控制技术、电力电子技术、计算机技术应用到机电产品的智能控制系统和智能优化设计中，实现起重机的自动化和智能化，是起重机行业未来发展的方向之一。在起重装备行业中，采用PLC．变频器调速在近几年逐渐得到了推广和普及，用PLC控制取代传统的继电一接触器控制；用变频调速取代绕线电机转子串电阻调速；用变频电动机或异步电动机取代绕线电机，再配合先进的现场总线技术和可视化人机接口界面，提高了设备控制精度和稳定性，且节能、易于检修维护，成为提高企业生产效率的良好途径。此外在起重装备的整体方

6、案设计方面，近年来以先进的智能算法为基础的优化方案设计已逐步取代了原有的依靠经验、试算等传统设计方法，提高了装备的整体性能并能顺应市场需求的快速变化。本论文以港口码头等使用的大型起重机为工程背景，在其智能电气控制系统和布局方案设计两方面开展研究工作。在智能电气控制方面，以D50100K12型门座式起重机为例，重点阐述其电气控制系统相关方面的设计，从原理设计开始，到各功能的实现、元器件的选型等方面，结合起重机的实际需要，并兼顾起重机的相关标准规定，还考虑了实际工作中的经济性、实用性和可靠性，从而完成了D50100K12型门座式起重

7、机的电气控制系统。该起重机已在大连船舶重工集团使用，运行状况良好。此设计的经验表明基于变频器与西门子S7．300可编程逻辑控制器相配合使用，其价格低廉、可靠性和性能价格比较高，使用现场总线后可以使得PLC与变频器之间的联系更为紧密，可以彼此方便地交换大量数据，从而达到起重机的智能化控制目的。在智能布局设计方面，以QUYl50履带式起重机为例，论文建立了其上车构件布局优化的数学模型，基于群智能优化的策略，将自适应和多种群进化的思想引入并行遗传算法，提出一种自适应多种群并行遗传算，中文摘要法AMPGA，并用经典的函数优化算例验证了其

8、可行性和有效性。最后将提出的算法用于求解起重机上车构件的布局优化问题中，取得了令人满意的结果。本工作可望对大型起重机的相关智能控制和设计提供启发和借鉴，具有一定意义。关键词：起重机；变频器；PLC；智能控制；遗传算法；布局设计英文摘要ABSTRACTInrece