摘 要

门座起重机是港口装卸货物的重要设备，随着生产生活需求的激增，门座起重机的载物量越来越大，为了保障港口的安全及工作有条不紊的进行，因此，提高门座起重机的可靠性与准确性对港口的装卸工作就有了更加重大的意义。

而PLC不仅具有体积小、功能强大等优点，更有适合港口工作的可靠性高、能适应比较恶劣工作环境等优点，它功能强大的原因在于它含有自动控制技术与计算机技术，配合变频器可以使得门座起重机能有更加灵活的调速范围，从而达到提高运行的可靠性和准确性的目的。

本文首先了解了门座起重机的各类机构，并且以一个具体型号的起重机作为研究对象进行下一步的分析；其次，本文主要研究的是旋转机构，所以就着重讨论了旋转机构的结构及其工作原理，分析并提出旋转部分控制系统的设计方案；最后画出旋转机构程序的流程图，再结合旋转机构的工作原理图，进行控制系统程序的设计及具体程序的分析。

关键词：门座起重机，旋转机构，PLC

Abstract

The portal crane is an important equipment for port loading and unloading. With the surge in production and demand, the load of portal crane is getting bigger and bigger. In order to ensure the safety and work of the harbor, the reliability of the crane is And the accuracy of such a more stringent requirements.

  The PLC not only has the advantages of small size, powerful, and more suitable for the port work of high reliability, can adapt to the harsh working environment, etc., it combines the automatic control technology, computer and other technologies, with the inverter can make the door The crane can have a more flexible speed range, can improve the reliability and accuracy of operation.

  This paper first studies the structure of the crane and its selection of the parameters of the crane. Secondly, it focuses on the structure and working principle of one of the four mechanisms of the portal crane, and analyzes and puts forward the control system of the rotating part Finally, the flow chart of the rotating mechanism program is drawn, and the design of the control system program and the analysis of the concrete program are carried out by combining the working principle of the rotating mechanism.

Key words: portal crane, rotating mechanism, PLC

目录

摘 要 1

Abstract 2

第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 研究背景和意义 2

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 国内研究现状 2

1.3.2 国外研究现状 3

1.4 本文主要做的工作 3

第二章 门座起重机机构及技术参数 4

2.1 门座起重机技术参数 4

2.2 门座起重机四大基本机构的简介 6

2.3 门座起重机旋转机构 6

2.3.1 旋转机构组成及工作原理 6

2.3.2 旋转机构的任务 7

2.4 本文研究的门座起重机—MQ4030的主要技术参数 7

2.4.1 已知参数 7

2.4.2 计算参数 8

2.5 本章小结 9

第三章 门座起重机旋转机构系统的设计 10

3.1 控制系统的要素 10

3.2 输入输出信号 10

3.3 旋转控制系统的设计 12

第四章 旋转机构控制系统硬件配置之一——变频器 14

4.1 变频调速原理及其方式 14

4.1.1 变极对数调速 14

4.1.2 变转差率调速 15

4.1.3变频调速 15

4.2 变频器的控制方式 16

4.3 变频器的选取和实施方案 17

4.4 变频调速系统图 18

第五章 旋转机构控制系统硬件配置之二——PLC 20

5.1 PLC的原理及选型 20

5.2 PLC的特点 20

5.3 PLC的功能 21

5.4 PLC的基本结构 22

5.5 PLC控制下的门座起重机的故障检测 23

5.6 PLC型号的选取及程序的设计 24

5.6.1 硬件设计 24

5.6.2 软件设计 24

总结 26

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1.1 概述

门座起重机还有另外一个名字——门机，它是典型的旋转起重臂式轨道起重机，之所以把它称为门座式起重机，是因为它的底座部分有点像门，如图1.1所示。

图1.1 门座起重机

当今港口、码头的货物装卸已经越来越不能离开门座起重机的使用。门座起重机由两部分组成，一个是门机机座上方可以实现全方位旋转的旋转部分；另一个是门机机座下方的运行部分，这部分主要负责在地面上预设的轨道上行走。臂架结构、旋转台、人字架与司机室组合形成了我们的旋转部分，它不仅可以完成旋转，在起升、变幅中也起到了重大作用；运行部分包括门架、运行结构，它可以完成行走。

考虑到各种条件下门座起重机的工作，比如说隧道、港口等需要穿过汽车、火车等的工作条件，所以门座起重机的下面必须保证能通过火车、汽车。根据具体工作环境、条件需要，在工作前就应该估计工作期间车辆通过的频率、数量，根据能同时通过火车的列数，门座起重机有以下三种规格：能通过一列火车，称为单线门架，其轨距为6m；能同时通过两列火车，称为双线门架，其轨距为10.5m；能同时通过三列火车，称为三线门架，其轨距为15m。一般情况下，在港口、码头，我们使用门座起重机的规格为双线门架，起重机底部都会安装车轮，使得机体能按照我们预设的轨道行走。

门座起重机的整体结构大体上由以下几部分组成：