摘 要

本论文门座起重机回转机构电气控制系统主要通过PLC控制技术和变频器相结合的方式来设计。首先，简单介绍了门座起重机回转机构的结构构造和其基本原理。其次介绍了回转机构的结构特性，分析并提出了门座起重机回转机构电气控制系统的整体设计方案。最后，使用CX．Programmer软件设计电气控制系统的程序，并编出了回转机构电气控制系统的梯形图，然后给出了具体的工况分析和仿真模拟。

本论文通过分析回转机构电气驱动系统工作原理，完成了门机回转机构电气系统图，并绘出了回转电路电路图、PLC输入电路电路图、PLC输出电路电路图、总电源及安全隔离电源电路图、总电源控制电路图等相关电气图。最后通过分析回转机构的工况设计出其梯形图，完成了其程序的编程。

关键词：门座起重机；控制系统；PLC；回转机构；变频器

Abstract

The electric control system of gantry crane rotary mechanism is designed by the combination of PLC control technology and frequency converter. Firstly, the structure and basic principle of the revolving mechanism of the portal crane are simply introduced. Secondly, this paper introduces the structural characteristics of the rotating mechanism, and puts forward the overall design scheme of the electric control system of the rotary mechanism of the portal crane. Finally, the program of electrical control system is designed by using CX.Programmer software, and the ladder diagram of the electric control system of rotating mechanism is compiled.

In this paper, through the analysis of slewing mechanism of electric drive system principle of work, completion of the slewing mechanism of portal crane electrical system diagram, and has drawn the gyrator circuit circuit, PLC input and circuit graph, PLC output circuit, power and security isolation power circuit diagram, total power control system circuit diagram and electrical diagram. Finally, through the analysis of the working conditions of the rotary mechanism, the ladder diagram is designed, and the program is completed.

Key Words：ortal crane，Control system，PLC，Rotating mechanism，Inverter

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 1

1.3本文主要研究内容 2

第2章 门座起重机回转机构电气控制系统总体设计 3

2.1 回转机构特性分析 3

2.2 变频调速方案的分析与设计 3

2.2.1 变频调速原理 3

2.2.2 变频器选型计算 4

2.2.3 变频器参数设定 5

2.2.4 其他元器件选型 5

2.3 回转机构电路工作原理 6

第3章 可编程控制原理与应用 8

3.1 PLC的基本结构 8

3.1.1 PLC电源及硬件构成 8

3.2 PLC的型号选取 9

3.3回转机构PLC控制线路设计 10

3.3.1 PLC工作原理 10

3.3.2 PLC的功能 10

3.3.3 PLC的主要特点： 11

3.3.4 PLC输入输出接口(I/O单元) 12

3.3.5 PLC输入电路: 13

3.3.6 PLC输出电路 13

第4章 PLC的仿真模拟 15

4.1 梯形图 15

4.2 回转机构运行工况分析 16

4.3 梯形图程序设计 19

第5章 经济性分析 21

第6章 结论 22

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1研究背景和意义

随着社会经济水平的不断发展，无论国家还是企业，对资源的需求越来越大，工业生产的规模不断增大。同时，港口对各类装卸搬运设备也有了更高的要求，使得起重机在社会经济建设中的地位越来越重要。

作为港口专用的大型机械设备之一，门座起重机承担着对货物进行装卸、搬运和堆码作业的重要任务。门座起重机所具有的高效作业能力、经济性好、通用性强的优点使得门座起重机越来越受公司企业和各大港口的欢迎。社会经济的快速发展使得港口吞吐量和装卸效率要求不断提高，为了满足其要求，门座式起重机的设计变得越来越复杂并且控制也增加了难度，门式起重机操作的响应速度、可靠性和安全性要求更达成了新的高度。

为了实现控制更精确、工作效率更高，门座起重机的控制控系统中对完善的可编程控制器技术和变频器控制技术应用达到了一个新高度。可编程控制器PLC主要应用在工业自动化控制系统和机械电控系统中，因为PLC系统的控制和抗干扰能力强，而且可以非常简便地与各类传感器配合使用，因此本文门座起重机回转机构电气控制系统主要采用了可编程控制器PLC和变频器对其进行控制。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

国外一些很有名的门座式起重机的生产企业主要集中在欧美。这些厂家生产的门座起重机具有型号完善、技术先进等优点，占有较高的市场份额，一般销售的都很火。欧美起重机厂家生产出来的起重机械很大程度上成为了行业标杆，不仅能够满足大型化的要求，而且有着先进的结构设计和较高的稳定性。为了实现更好的售后服务，其大部分产品都安装了全球定位系统（GPS），并且建立了检测系统，能够对设备运行状态进行实时监测。

国外的许多研究人员对门座起重机做了许多深入探索，这也是国外门座起重机优于国内的重要原因之一。例如，国外起重机研究人员将模糊逻辑控制器应用到智能门座起重机系统中，通过这种方法的应用来控制门座起重机的有效载荷位置和摆动角度，这使该类新型起重机与传统的相比具有更高的稳定性和灵敏度。

1.2.2国内研究现状

中国的起重机大都是仿造欧式起重机进行逆设计的，在设计中难免出现仿制的现象，这就可能导致起重机的结构性能差，可靠性较低，有待提高。其作为大型的机械设备，设计时要考虑到港口的特色条件，导致很难进行大批量的生产制造，进而会影响其后的售后环节。整体上来说研发，制造，销售，服务等整个体系的利润较小。而要想提高利润，就要加大自主研发力度，创造自主创新品牌的起重机变的尤其的重要，这也是提升起重机性能和利润的关键所在。