摘 要

门座式起重机广泛应用于港口、码头等场所的起重装卸作业，随着工业化的深入，商品交换更加频繁。起重机的起重量进一步增大，工作也越来越繁重。这对起重机的高效平稳运行提出了更高的要求。

电机驱动起重机变幅过程中，若电机转速保持恒定，经分析可知，将导致变幅速度成非线性变化。而起重机变幅不稳定，会造成冲击、震动以及驾驶舱的晃动而使司机驾驶疲劳，加大了机械的功率损失，降低了工作效率。针对起重机变幅装置无法保证水平匀速运行的问题，我们可以采取逆向控制的方法，即根据变幅幅度得到所需要的电机转速。首先在速度瞬心法的理论基础上反求出起变幅匀速控制驱动的数学模型，然后基于VB6.0进行软件的开发，得到变幅幅度与电机转速的对应关系，将其数据关系输入到PLC控制器。将PLC技术、变频技术与PID调节相结合，采用旋转编码器实时采集电机的转角，通过PLC调用数据关系表格，控制变频器的输出，使变幅速度稳定在设定值。

关键词：门座式起重机；匀速变幅；瞬心法；VB6.0；变频调速；PLC

Abstract

Portal crane is widely used in ports, terminals and other places of lifting loading and unloading operations, with the deepening of industrialization, commodity exchange more frequently. The crane from the weight to further increase the work more and more heavy. This is the crane's efficient and stable operation put forward higher requirements.
Motor drive crane amplitude process, if the motor speed remains constant, the analysis shows that will lead to variable speed into a nonlinear change. And the crane amplitude instability, will cause the impact, vibration and cockpit shaking leaving the driver driving fatigue, increased mechanical power loss, reducing the efficiency. For the crane luffing device can not guarantee the level of uniform operation of the problem, we can take the reverse control method, that is, according to the amplitude range to get the required motor speed. Firstly, based on the theory of velocity instantaneous method, the mathematical model of variable amplitude uniform control is deduced. Then, the software is developed based on VB6.0, and the corresponding relationship between variable amplitude and motor speed is obtained. The data relation is input to PLC controller. The combination of PLC technology, frequency conversion technology and PID regulation, the use of rotary encoder real-time collection of motor rotation angle, through the PLC call data table, control the output of the inverter, the speed stability in the set value.

Keywords：portal crane; uniform amplitude; instantaneous method； VB6.0；frequency control; PLC

目录

第一章 绪论 1

1.1门座式起重机概况 1

1.2课题研究的目的及意义 2

1.3国内外研究背景 2

1.4本课题主要的研究内容 3

第二章 系统结构及硬件选型 4

2.1 系统结构 4

2.2 硬件选型 4

2.2.1 PLC的选型 4

2.2.2变频器选型 5

2.2.3电机的选型 5

2.3 本章小结 6

第三章 速度反求法的计算说明 7

3.1 速度瞬心法 7

3.1.1速度瞬心的概念 7

3.1.2 速度瞬心的求法 7

3.2 门座式起重机四连杆机构模型解析 8

3.3 反求法的计算过程 10

3.4 本章小结 15

第四章 起重机匀速变幅控制驱动函数的软件设计 17

4.1软件总体设计说明 17

4.2软件功能与介绍 20

4.2.1登录模块 20

4.2.2运行参数模块 21

4.2.3运行界面模块 21

4.2.4重新登录模块 22

4.3软件实例展示 23

4.4本章小结 29

第五章 经济与环境性分析 30

5.1 经济性分析 30

5.2 环境性分析 30

第六章 总结 31

参考文献 32

附录一 34

致谢 41

第一章 绪论

1.1门座式起重机概况

门座式起重机(Portal Slewing Crane)，简称门机。

随着港口事业的发展，门座式起重机的应用越来越广泛。门座式起重机沿着地面上设置的固定导轨运行，进行货物的起重装卸作业。其外形如下图1.1所示，门座起重机外形像一座门，所以我们把它称门座式起重机。

图1.1门座式起重机

在港口、露天堆料场、码头的货物装卸以及造船厂的施工和安装及大型水电站的建设工程中，门座式起重机广泛得以应用。门座式起重机具有运行灵活、具有较高的运行速度以及共工作效率高等优点。门座式起重机可分为三大类，它们分别是装卸用门座起重机、造船用门座式起重机、建筑安装用门座式起重机，顾名思义，它们应用于不同的场合发挥作用。门座式起重机有四大机构：运行机构，回转机构，变幅机构和起升机构。旋转机构安装在起重机底座上，门架可承受重量。运行机构位于门架下方，可沿布置在地面上的轨道运行。起升机构的臂架和变幅机构则安装在旋转机构的上方，用于货物的起升变幅。当四个机构一起工作时，他们可以完成设备安装或船体分段安装，或进行货物装卸作业。

1.2课题研究的目的及意义