塔吊电气控制系统设计[毕业论文+CAD图纸]

机电毕业设计论文：塔吊电气控制系统设计含论文，电气接线图

塔吊电气控制系统设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

随着改革开放的不断发展，现代化建设进入了一个全新阶段，塔式起重机需求量不断增多。50年代初，我国塔机由仿制开始起步。20世纪60年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机，并在工作机构中采用了比较先进的技术，如直流电机调速、可控硅调速、涡流制动器，在回转和运行机构中安装液力偶合器等。在此时期，中国开始进入了自行设计与制造塔式起重机的阶段。

本文是以满足塔式起重机的各个动作而设计的电气控制系统。从塔式起重机的变幅动作、回转动作、起降动作和各个动作中的变速入手，根据继电—接触控制器原理和三相异步电机的变速原理设计的电气控制电路。

与加入PLC控制器的控制系统相比只由继电—接触控制器组成的电气控制系统比加入PLC控制器的控制系统抗干扰性强，但是对塔式起重机的钢铁结构冲击较大适合用于小型塔式起重机。

此次毕业设计题目为塔式起重机电气控制系统设计，主要包括起升机构的控制，三速变化的设计，回转机构的绕线电机变速设计，小车变幅双速电机的控制设计，电器元件的选型，控制柜安装布置图，电气接线图的设计等。

关键词：塔式起重机 变幅 起升 回转

Abstract

As the ceaseless development of reforming and opening, modernization has entered a new stage, demand increased for tower crane. At the beginning of 50 time, our country started by imitation of tower crane. Nineteen sixties, due to high buildings, development, extensive use of internal climbing type and external attached tower crane, and in the working mechanism adopts a more advanced technology, such as the speed of the DC motor, the silicon controlled speed, eddy current brake, in a rotary and a running mechanism installed in hydrodynamic coupling. During this period, China began to enter its own design and manufacture of tower crane 's stage.
This paper is to meet the needs of each action and design of tower crane electrical control system. From the tower crane luffing motion, rotary motion, and action and each action in the transmission of relay contact control, according to the principle of three-phase asynchronous motor and transmission principle of electrical control circuit design.

With the accession to the PLC controller of the control system of relay - contact compared to only by the controller of the electrical control system than the accession to the PLC controller control system anti interference is strong, but the impact of large tower crane steel structure suitable for small tower crane.

The graduation design for the tower crane electrical control system design, including the lifting mechanism control, three speed change rotary mechanism design, the motor winding gear design, trolley double speed motor control design, electrical components selection, control cabinet arranged diagram, wiring diagram design.

Key Words: Tower crane luffing hoisting slewing

目录

摘 要 1
Abstract 2
目录 3
第一章 绪论 5
1.1 塔式起重机设计概述 5
1.2塔机的发展 5
1.3传统的塔式起重机的控制现状 5
1.4起升机构的工作原理 6
第二章 塔机总体方案设计 7
2.1 设计要求 7
2.2 设计任务 7
2.3 塔机基本结构图 7
第三章 塔式起重机机构设计及其选择 9
3.1起重机冶金用电动机 9
3.2电动机的选择方法 9
3.3起升机构 10
3.3.1起升机构电动机的选择 10
3.3.2起升机构制动器的选择 16
3.3.3起升机构减速器的选择 16
3.4变幅机构 16
3.4.1变幅机构电动机的选择 16
3.4.2变幅机构制动器的选择 18
3.4.3变幅机构减速器的选择 18
3.5旋转机构 18
3.5.1旋转机构电动机的选择 18
3.5.2旋转机构减速器的选择 20
第四章 PLC的选择与课题介绍 21
4.1 PLC的控制原理 21
4.2 用PLC控制塔机的优越性 21
4.3 塔机的电气控制设计内容 22
4.4 PLC的选型 22
4.5塔式起重机PLC控制系统原理 25
第五章 塔式起重机电气控制的硬件设计 26
5.1塔机电动机控制电路设计 26
5.2 PLC的输入输出接线设计 27
5.3流程图 28
第六章 塔式起重机控制的软件设计 29
6.1进退机构工作设计 29
6.2左、右行机构工作设计 31
6.3起升机构工作设计 33
6.5 回转机构 35
6.5声光指示控制设计 37
6.6 限位保护闭锁及复位操作设计 37
总 结 38
参考文献 39
致 谢 40

第一章 绪论

1.1 塔式起重机设计概述

近年来，随着我国经济建设的高速增长，基本建设规模不断扩大，特别是高层建筑施工的不断增多，塔式起重机的应用愈来愈广泛，并已成为建筑施工中的一种主要水平运输和垂直运输机械。

此次毕业设计的题目为塔式起重机电气控制系统设计，主要内容包括塔机的回转机构设计，塔机的小车牵引系统设计，塔机的起升机构设计。完成所有图纸的绘制，其中包括电气控制原理图，施工图，电器元件接线图等。

1.2塔机的发展

塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。20世纪末20余年国外塔机技术发展的主要特点是：

（1）组合塔机（Combination crane）或称模块塔机（Modular tower crane）得到迅速发展。

（2）一些超重型塔机相继问世

（3）适应都市改建需要的城市塔机（City Crane）应运而生并得到发展。

（4）安装架设速度快，450~900kN*m级塔机借助液压伸缩臂汽车起重机作为安装辅机，在4~6小时内可以安装完毕。

（5）采用较完善的调速，操控系统和电子仪表。

进入20世纪90年代以后，我国塔机行业随着全国范围建筑任务的增加进入了一个新的全盛时期，年产量连年猛增，全国塔机总拥有量截至2000年约为6万台，塔机出口业务始于1988年曾一度极为兴旺，据统计1993~1997年出口共创汇近8400万美圆。至此，无论从生产规模，应用范围和塔机总量等角度来衡量，我国均堪称世界首号塔机大国。

塔机的学名为塔式回转起重机，属于一种非连续性搬运机械

1.3传统的塔式起重机的控制现状

塔式起重机是我们建筑机械的关键设备在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进人九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品发的力度，先后有400TM900TM水平臂和300TM动臂式塔机，叩年代开发生产的塔机产品技术性能均显著提高，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操作和野蛮操作装置，可杜绝安全事故。随着 功 率 电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究目前，该技术己进入了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器P砚引人到交流电气传动系统后，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检侧显示等，达到了新的技术高度。由变 频 器 构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势.适合发展大起重重量的起重机。

1.4起升机构的工作原理

起升采用全程磁通矢量电流控制、速度变频调速线路，使起升机构在上升、下降时可获得稳定的速度，其调速比一般大于10。动力电源通过开关和继电设备进入变频器，在变频器内由整流单元整流，将交流电变成直流电。经过逆变单元将直流电变为交流电，逆变单元的输出频率全程可控，电动机可获得不同频率的交流电源。当电动机的转速超过同步转速(变频器的频率值)时，电动机进入回馈状态，其电能返回变频器，变频器制动单元自动将这些能量释放在制动电阻器上，使电动机获得制动转矩。装置具有过压、过流、超速、缺相等保护功能。

抓斗采用电动液压系统，液压泵由l台电动机驱动。当主控开关上电后，在PLC指令控制下，开动作接触器闭合，电动机正向转动抓斗打开；闭动作接触器闭合，电动机反向转动抓斗闭合。抓斗开闭由触摸屏和主令控制器控制。采用主令控制器控制，控制器的挡位为1—0—l，2个方向对称。