哈爾濱工業大學本科畢業設計（論文）
摘要
這次設計首先詳細分析了可編程控制器的特點、功能、組成和工作原理，與繼電器接觸器控制系統相比在實際應用中的特點與優勢，確定了可編程控制器控制橋式起重機的可行性。
另一方面，詳細研究了起重機的工作原理，特別是凸輪控制器和主令控制器的控制原理、控制線路和各種保護環節，並以15/3噸橋式起重機為模型，重點分析該起重機的控制線路。
以此為對象，對可編程控制器規模進行了估算並選擇了FX2—32MR型機器機型，根據其輸入/輸出信號及PLC地址編號，對PLC控制系統進行了設計，編制出PLC的控制梯形圖和PLC外部接線圖。
我們還設計了電氣控制櫃和控制面板。
最後，我們設計了PLC的安裝與抗干擾措施並進行了PLC系統的試運行與維護。
在這次設計中，在老師的引導下，注重理論與實踐的結合，為今後的研究和學習探索了道路，積累了經驗。
設計過程中，自己動手查找資料、將學習到的理論知識應用到實際的設計工作中的能力得到了提高。
關鍵字可編程控制器；PLC；橋式起重機；電氣控制系統
Abstract
In this design, first of all, we analyzes the characteristics, function, constitutes and the work principle of the programmable controller in detail. With after electric appliances contact machine control the system compare in physically the application of the characteristics and advantage, made sure programmable controller to control the bridge type derrick of possibility. Studied the work principle of the derrick in detail on the other hand, especially the cam controller and lord make the control principle ,the control circuit and various protection link of the controller, and with 15/3 ton bridge type derricks for model, the point analyzes the control circuit of that derrick. Take this as object, carry on programmable controller scale to estimate and chose the FX2 — 32 MR type machine model, according to its importation/output the signal and the PLC address serial number, to PLC control the system carried on a design, drawing up a control trapezoid diagram of PLC
Key words Programmable controller PLC Bridge type derricks Electricity control system.
目錄
摘要 (I)
A bstract (II)
第一章概述 (1)
1.1 桥式起重机概述 (1)
1.2 桥式起重机对电力拖动和电气控制系统的要求 (1)
1.3 可编程控制器概述 (2)
1.4 可编程控制器的特点与功能 (4)
1.5 可编程控制器的分类 (7)
1.6 可编程控制器的应用和发展 (9)
1.7 可编程控制器与继电器接触器控制系统的比较 (10)
1.8 可编程控制器的组成与工作原理 (11)
第二章电气控制系统原理的设计 (19)
2.1 凸轮控制器及其控制线路 (19)
2.2 主令控制器及其控制线路 (25)
2.3 15/3吨桥式起重机的控制线路分析 (35)
2.4 元器件表 (39)
第三章可编程控制器控制系统设计 (40)
3.1 可编程控制器规模的估算和机型的选择 (40)
3.2 输入/输出信号及PLC地址编号 (42)
第四章电气控制柜和控制面板的设计 (44)
4.1 电气控制柜的设计 (44)
4.2 控制面板的设计 (46)
第五章 PLC控制系统的安装与维护 (47)
5.1 PLC的安装与抗干扰措施 (47)
5.2 PLC系统的试运行与维护 (50)
附录A:15/3T桥式起重机部分电器元件明细表 (53)
设计总结 (55)
致谢 (56)
参考文献 (57)
第一章概述
這一部分主要對橋式起重機和可編程控制器的結構和原理作了簡單的介紹，並把繼電器控制系統和PLC控制系統相互作了比較，以體現出兩種控制系統的優缺點。
1.1 橋式起重機概述
起重機是具有起重吊鉤或其他取物裝置（如抓鬥電磁吸鐵集裝箱吊具等）在空間內實現垂直升降和水準運移重物的起重機械。
它是專門用來起吊和短距離搬移重物的一種生產機械，通常也稱為吊車、行車或天車。
起重機廣泛應用於工礦企業、車站、港口、倉庫、建築工地等場所，以完成各種繁重任務，改善人們的勞動條件，提高勞動生產率，是現代化生產不可缺少的工具之一。
按其結構不同起重機分為橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、旋轉起重機、纜索起重機等。
其中以橋式起重機的應用最為廣泛，並具有一定的代表性，一般用在車間內部或露天裝卸及起重運輸工作。
這種起重機主要由橫跨車間並沿車間長度鋪設的軌道上縱向移動的橋架（俗稱大車）沿橋架上軌道橫向移動的行車（俗稱小車）以及裝在行車上的起升機構組成。
1.2 橋式起重機對電力拖動和電氣控制系統的要求
（1）提升用的電動機，經常有載起動，起動轉矩大，起動電流要小，有一定的調速範圍，所以應該用繞線式非同步電動機。
（2）空鉤能快速上升，以減少輔助工時，輕載的提升速度應大於
額定負載的提升速度。
（3）具有一定的調速範圍，要有適當的低速區，用於起吊和重物下降快到地面時。
（4）在提升之初或重物接近預定位置附近時，都需要低速運行。
因此升降控制應將速度分為幾檔，以便靈活操作。
（5）提升第一檔的作用是為了清除傳動間隙，使鋼絲繩張緊，為避免過大的機械衝擊，這一檔作為預備級，電機的啟動轉矩不能過大，一般限制在額定轉矩的一半以下。
（6）在負載下降時，根據重物的大小，拖動電動機的轉矩可以是電動轉矩，也可以是制動轉矩，兩者之間的轉換是自動進行的。
（7）為確保安全，要採用電氣與機械雙重制動，既減少機械抱閘的磨損，又可防止突然斷電而使重物自由下落造成設備和人身事故。
（8）要有完備的電氣保護環節與聯瑣環節：短路、超載和終端保護等。
1.3 可編程控制器概述
自1969年第一臺可編程控制器面世以來，經歷了20多年的發展，可編程控制器已經成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業控制器，可以說只有可編程控制器才是真正的工業控制電腦。
初期可編程控制器只是用於邏輯控制的場合，用於代替繼電控制盤，但現在可編程控制器已進入包括過程控制、位置控制等場合的所有領域。
現在
可編程控制器繼續保留了原來邏輯控制器的所有優點，同時它吸收發展了其他控制設備（如過程儀錶、電腦等）的優點，在許多場合只需可編程控制器即可構成包括邏輯控制、過程控制、數據採集及控制和圖形工作站的經濟合算、體積小巧、設計調試方便的綜合控制系統。
通過1987年2月IEC對可編程控制器的定義，我們可以看到可編程控制器是一種什么樣的控制裝置。
“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，它採用一類可編程的記憶體，用於其內部存儲程式，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令，並通過數字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機械或生產過程。
可編程控制器及其有關外部設備，都按易於與工業控制系統聯成一個整體、易於擴充其功能的原則而設計。
”
由上述定義可以看到，可編程控制器是“數字運算操作的電子系統”即為電腦產品。
“專為在工業環境下應用而設計”，即為工業電腦。
這種工業電腦採用“面向用戶的指令”。
因此編程方便，它能完成“邏輯運算、順序控制、定時、計算和算術操作”，它還具有“數字量或模擬量輸入輸出控制”的能力。
並且非常容易與“工業控制系統聯成一體”，易於擴充。
這就是新一代的、現場工人易於接受的“藍領電腦”，是真正的工業控制電腦。