摘 要

门座式起重机是港口的主要装卸设备，其控制系统要求响应速度快、可靠性高。随着我国经济的发展，港口的物流量不断增长，对货物装卸速度和可靠性的要求也越来越高。近年来，由于变频调速、PLC控制和设备通讯技术的不断发展，港口起重设备的电气控制水平有了很大的提升。

本文的主要内容是MQ2533门座式起重机变幅机构和起升机构的电气控制系统设计。本次设计采用的是PLC控制和变频调速相结合的方法，以实现门座式起重机变幅机构和起升机构的控制和调速。主要设计任务包括MQ2533门座式起重机变幅和起升机构电气控制系统的电气原理图的绘制以及相关的PLC控制程序的编制。

文章首先介绍了门座式起重机的基本结构，交流调速的方法和基本原理以及PLC的基本结构和工作原理。然后从这些信息出发，选择合适的调速方案和控制方法，进而选择合适的电气元件，最终完成了MQ2533门座式起重机变幅和起升机构的电气控制系统设计。

关键词：PLC；变频调速；门座式起重机

Abstract

Gantry crane which is the main handling equipment in port requires fast reaction and high reliability. With the increasing of port carrying, fast reaction, stationary and reliability are more paid attention to in cargo-handling. The development of crane is closely linked to control technology. With the coming forth of frequency conversion speed regulating, PLC, computer control and communication technology, the level of the control of gantry crane is improved greatly．

The main content of this paper is the design of electric control system of luffing mechanism and hoisting mechanism in MQ2533 gantry crane. The design uses PLC control and frequency control method to achieve the control of luffing mechanism and hoisting mechanism. The main tasks include design electrical schematics of MQ2533 gantry crane luffing and hoisting mechanism , and write the relevant PLC control program.

The article first introduces the basic structure and performance parameters of gantry crane, AC speed regulation method and its rationale, PLC basic structure and its working principle. Then selects the appropriate speed control method and the appropriate electrical components according to this information. Finally, the electrical control system of MQ2533 gantry crane luffing and hoisting mechanism is designed.

Key Words：PLC; Frequency Control; Gantry Crane

目 录

第1章 绪论 1

1.1门座式起重机概述 1

1.2设计的目的和意义 1

1.3门座式起重机电气控制与调速现状 2

1.4本文的主要研究内容 3

第2章 门座式起重机的主要机构和性能参数 4

2.1门座式起重机主要机构概述 4

2.2门座式起重机的变幅机构 4

2.3门座式起重机的起升机构 5

2.4门座式起重机的主要性能参数 5

第3章 变频调速系统的设计 8

3.1交流调速的原理 8

3.2交流调速方案的选择 8

3.2.1变极对数调速 8

3.2.2变转差率调速 8

3.2.3变频调速 9

3.3变频调速的控制方式 11

3.4电气元件的选型 12

3.5变频器接线图的设计 13

第4章 电气控制系统的设计 16

4.1总体设计 16

4.2变幅机构电气控制系统设计 16

4.2.1变幅机构电气原理图 17

4.2.2变幅机构PLC外部接线图 19

4.3起升机构电气控制系统设计 20

4.3.1起升机构电气原理图 20

4.3.2起升机构PLC外部接线图 23

第5章 PLC控制程序的设计 25

5.1可编程控制器(PLC)简介 25

5.1.1 PLC概述 25

5.1.2 PLC的基本结构 25

5.1.3 PLC的工作原理 26

5.2 PLC的选型与输入/输出点的设计 27

5.2.1 PLC的选型 27

5.2.2 输入/输出点的设计 27

5.3 PLC程序的设计 29

5.3.1电源系统程序设计 30

5.3.2变幅机构程序设计 31

5.3.3起升机构程序设计 32

第6章 结束语 35

6.1本文工作总结 35

6.2经济性分析 35

6.3展望 35

参考文献 37

附 录 38

致 谢 39

第1章 绪论

1.1门座式起重机概述

门座式起重机看起来像一座门，并由此得名。它是一种有轨运行式的起重机，同时属于旋回转臂架型起重机。其结构示意图如图1.1所示。

图1.1 门座式起重机结构示意图

门座式起重机作为一种起重机械被广泛应用于港口装卸作业。门形机座是起重机的承重部分，其上部安装有起重机的旋转机构；机座下部的是运行机构，可使整机沿着轨道移动；旋转机构上面的是起升机构和变幅机构。这四大机构协同工作，可以有效完成货物的装卸作业。

因为使用的地点不同以及用户对其性能的要求不同，门座式起重机具有多种结构型式，以此可分为多种类型，例如：

按照门架结构型式来分，有全门座式和半门座式；