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1、国家职业资格全国统一鉴定维修电工论文（国家职业资格二级）论文题目：电动钢索行车维修改造技术姓名：m身份证号：XXXXXXXXXXXXXXXxXX准考证号1606G015所在省市：江苏省苏州市所在单位：XXX有限公司【摘要】钢索行车使用过程中，继电器控制系统的可靠性差，故障率高，行车速度可控性单一，安全系数较低，稳定性差，灵敏度差，大型物件的翻转可控性不稳定，维护保养困难，电器元件损耗大，等等相关问题。通过采用PLC加变频器代替继电器、接触器控制，将变频器代替电动机转子串频敏电阻的调速方式，对现有行车进行改造后，效果明显，解决了使用操作上实际问题。【关键词】行车、PLC变频器、电动机、维修、改造
2、目录引言04一 .行车大修前的常见问题05二 .大修方案的确定与设计06（一） .大修目的明确06（二） .大修的内容06（三）.变频器控制优点14（四）.吊车原本图纸资料的准备15（五）大修方案材料清单16三.大修后行车运行效果17结束语18参考文献18引言行车是一种用来起吊、放下和搬运重物翻转，并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备，在生产过程中有着重要的作用，（特别是本厂的行车工作中针对都是较大、较重的大型物件）它是由大车、小车、减速器、电动机、控制系统、钢索等设备构成，它的运转情况直接影响到正常生产，甚至波及到工人及相关操作人员的人身安全。一、行车大修前常见问题目前我公司行车多
3、为1992年生产的行车，采用传统式电控系统如图1T,无遥控装置，年久老化，员工操作不方便在使用过程中常存在以下问题（一） .起重机工作量大，切换十分频繁，触头容易烧坏，使用率高，同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜电阻经常烧坏，断裂，设备故障率高，控制器容易坏，维修工作量大.（二） .起重机经常性的反复操作，始终处于大电流工作状态，降低电器元件和电动机的使用寿命。（三） .行车启动时的电流队电网冲击大，影响其他相关用电器的正常使用，特别是本厂中正常工作中数台，交、直流电焊机。同时对电能也是一种严重浪费。（四） .起重机工作的协调性主要靠操作人员的熟练程度，劳动强度大，容易疲劳和误操作。（五）
4、.起重机在特大型物件翻转90度工作中（本厂常规物件本身自重与起重机的额定起重量相同）翻转中动能加物件自重超过额定起重量使电动机达到限位，停在半空中严重影响正常工作。（六） .升降电动机有时会受力不均匀，起吊物体重心畸形、易过载，直接造成点击损坏或钢丝绳断裂。（七）设备使用寿命短，速度可控性差，重物起吊或运行惯性大，运行中的稳定性差，有线手控操作系统灵敏度差，安全系数较差，运行可靠性差。图IT维修前电控箱图1-2维修后电控箱二、大修方案确定与设计行车拖动系统的控制动作：小车的前后行走，无级变速档位，大车的前后行走及变速档位，起重机的升降及速度档位等，所有这些通过PLC进行无触点控制都能实现。（一
5、）.大修方案确定交流电动机的调速方法有很多种，综合各种各样性能之间的相互比较，变频调速方式最为优越1 .拖动关系国际上目前最先进的就是变频调速，变频后转速可以达到分档控制，从低到高或从高到低逐步切换，有选择性对其转速改变，达到各种使用目的要求，这样能有效的防止电动机的全矩启动，延长的电动的寿命，同时大袋多档位变速的使用要求（调速方法）2 .电动机选型大车、小车的电动机选择普通的笼型转子异步电动机即可，升降电动机选用变频专用的笼型转子异步电动机。3 .制动方式采用再生制动，直流制动和电磁机制动相结合的方法（1） .首先通过变频器调速系统的再制动和直流制动，把前进运行中的起重机、大车、小车的电动机
6、转速迅速、逐渐分档准确的降到0。（2） .起重机在起吊重物时，常常会有在空中滞留一段时间，变频调速系统虽然能使重物静止，但因设备容易受到外界因素、工作环境干扰，因此利用电磁制动器进行机械制动才能有效改善上述的相关问题。（3） .本厂起重机原来所使用的拖线制动开关中，开关限定了操作人员与被吊物件的工作位置，常常视线受阻，不能及时发现各种吊装，翻转中吊钩与被吊物体重心、角度以及相关潜在的危险，操作灵敏度一般，拖线滑轮容易脱落。相关的维修都在高处作业，增加维修困难，把拖线制动开关更换成无线遥控开关，上述问题得到很大改善，便于操作。（二）.大修目的内容行车改造系统的软、硬件设计及元器件选择1 .硬件设
7、计行车的大车电机、小车电机、吊钩提升电机都需独立运行，大车有两台电机同时运行，小车、吊钩提升各为一台电机驱动，整个系统需要4台电机。为了保证各部分安全运行互不影响，所以采用3台变频器分别控制电机，共用1台PLC加以控制，系统组成如图1-1-2所示：大车小车提升2X1. 5KWO. SKW7. 5KW图1-1-2PLC控制变频器拖动系统2 .行车PLC控制线路的外部接线图行车PLC控制系统的外部接线图如1-1-3所示。图1-1-3中可编程控制器采用三菱FXzx系列的FXzi64MR机型作为基本模块，控制3个变频器，3个变频器又控制4台电机。Sls自迪讥蹴rrt M叁黯Fh-h-飕蔑处描-D口由甫
8、珏 H- 曲甫丽即T 邙Prf用邙 rrt4H-Mi 由理的邙 on-Hf Mi *-西 oH -声蒲Pri 4H小 声声毋卅0范满毋杂邙 总声什君加 声蒲T*不 百蒲酎M今 总湎&4fl邙 蒲芸理r 4H0 充满而的今 两酮邙&K & 南京邙而理匕 旃酬小毋Prt 浦京寺毋用 海回叶寺THr 盛亲邙TH- 节菊犍海1-1-3行车PLC外部接线图3 .硬件选择(I)PLC机型的选择：PLC以其编程方便，简单易学，现场可修改程序；维修方便，采用模块化结构，拥有丰富的I/O接口模块；可靠性高于继电器控制装置；数据可直接送入管理计算机；在扩展时，原系统只要很小的变更；用户程序存储容量至少能扩展到4K
9、；体积小、价格便宜等优点。PLC是完成系统逻辑控制的部分，控制电动机的正转、反转，调速等控制信号进入PLC,经PLC处理后，再向变频器发出起停、调速等信号，使电动机工作，是系统的核心部分。根据PLC设计选型的一般原贝J(选择自己熟悉的机种和机型，不要大材小用)，三菱PLC以其体积小，结构紧凑；处理能力强；丰富的硬件资源；功能强大的用户指令集；易学易懂，良好的售后服务等优点所以选择了三菱FX&系列的PLC。本方案根据所需要的I/O点所以选择了FX2x-64MR机型。(2)变频器的选择异步电动机的转速公式为n=60fP(I-s),其中f为频率，p为极对数，由此式可以看出，如果要实现电动机的调速，只
10、要改变频率及极对数就能实现调速，一般电动机无极调速以改变频率为主。变频器以其体积小、通用性强、动态响应快、工作频率高、保护性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而优于以往的任何调速方式。而且使用变频器来对电机进行控制，电机可以进行软启动，而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速。另外能对电机的一些参数做到补偿，对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时很准确的检测而自动采取应变措施，可以更好的保护电机。变频器的容量通常用额定输出电流（八）、输出容量(KVA)、适用电动机功率(KW)表示。变频器的容量选择最重要，对于标准4极电动机拖动的连续恒定负载，变频器的容量可根据适用电动机的功率选择
11、。对于其他极数的电动机拖动的负载、变动负载、断续负载和短时负载，因其额定电流比标准电动机大，不能根据适用电动机的功率选择变频器的容量。变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择，即式中L变频器的额定电流，A;1.aX电动机的最大工作电流，Ao不论作什么用途都不允许连续输出超过额定值的电流。所以根据异步电动机实际运行中的电流最大值来选择变频器，经过同类变频器的性能与价格比较以及售后的服务等综合考虑，变频器还是选用三菱公司的FR-E700和FR-A700系列变频器。另外，在变频器的选择上之所以选择三台变频器进行控制，是因为使用单独的变频器控制电动机，行车可以不同方向同时运行，而如果使用
12、一台变频器控制三台电动机，这样行车只能单独方向运行，降低了行车的工作效率，而在变频器和电动机之间串入接触器进行控制，接触器经常的闭合、分断，这样会增加行车的故障率。(3)电机的选择电动机的选择容量很重要，如果容量不足，一方面电动机会过热，以至很快的损坏，另一方面因起动力矩不足，起动缓慢，不能达到所需要的速度，影响行车的生产效率。如果容量过大，一方面浪费电能，另一方面因起动过猛，产生较大的惯性载荷。因此确定电动机的容量原则是：在正常的工作状态下，电动机的温升不能超过容许值；还要保证所需要的起动力矩。电机的种类和型号有很多，起重设备用的比较多的就是绕线式三相异步电动机，绕线式电动机最大的优点就是起
13、动转矩大，起动电流小，调速性能较好，一般适合起动转矩要求比较高，需要调速的场合。所以根据行车的载重量，以及可能出现的最大负载量，选择一台额定功率为7.5KW的普通绕线式异步电动机，大车选用两台额定功率为1.5KW的普通绕线式异步电动机，小车选用一台额定功率为O.8KW的普通绕线式异步电动机。另外除了以上3样核心部件之外还有：行车的机械制动装置、制动电阻，电动机供电线、限位开关、减速器等部件在这就不一一举例了，使用原来行车所自有的。(4)I/O地址分配I/O地址分配输入输出XO上电按钮YO前后行高速Xl急停按钮Yl前后行低速X2行车左行Y2行车前进X3行车右行Y3行车后退X4行车前进Y4左右行高
14、速X5行车后退Y5左右行低速X6吊钩上升Y6行车左行X7吊钩下降Y7行车右行XlO行车左限位YlO上下行高速Xll行车右限位Yll上下行低速X12行车左极限Y12吊钩上升X13行车右极限Y13吊钩下降X14吊钩上限位Y14前后行制动器X15吊钩下限位Y15左右行制动器X16行车前限位Y16上下行制动器X17行车后限位Y17上电指示灯X20行车前极限Y20超载报警灯X21行车后极限X22前后行高速X23前后行低速X24左右行高速X25左右行低速X26上下行高速X27上下行低速X30超载保护4.软件设计(1)行车系统控制流程行车工作流程图如图1-1-5所示。当系统一上电，就开始自检测各方面是否正常，比如：电源是否正常、行车的吊钩是否过载、行车是否已经行驶到了极限保护开关等。有任何异常的原因行车都不会启动，从而杜绝行车在生产过程中引发一系列的事故。零位1-1-5行车系统控制流程图(2)行车的PLC控制梯形图图1-1-6行车PLC控制梯形图（三）.用变频调速的优点1 .变频器调速系统的保护功能强，变频调速器通电性强，体积小，工作频率高，动态响应快，保护性能完善，使用方便等卓越的性能，而优于忆往的任何调速方式。2 .使用变频器，可以进行点击的软启动，动态反应非常快速，并且
