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1、基于PLC的港口散货运输中央控制系统的设计目录摘要4第一章 港口机械概述 5 1.1 港口机械的分类 5 1.1.1 散货装船机 .5 1.1.2 输送皮带机.5 1.1.3 散货卸船机.6 1.1.4 其他辅助性设备.7 1.2 港口机械的作用8 1.3 港口机械的发展 8第二章 港口装卸系统的设计 .9 2.1 系统设计要求.9 2.2 皮带机电气控制系统设计 10 2.3 装船机电气控制系统设计 10 2.4 卸船机电气控制系统设计 11 2.4.1 旋转机构设计 .11 2.4.2 变幅机构设计.11 2.4.3 行走机构设计 11 2.4.4 悬臂皮带机设计 .11 2.4.5 臂端
2、取料机设计11第三章 PLC中央控制系统设计 11 3.1 港口散货运输系统流程设计.12 3.1.1 装船流程设计.12 3.1.2 卸船流程设计 .12 3.1.3 卸船机装船机流程设计.12 3.2 流程控制要求及控制面板设计 .13 3.3 I/O地址分配和PLC选型14 3.4 PLC梯形图.15 3.5 程序调试 .15卸船机电气元件明细表.16致谢与总结.17主要参考文献资料 .18毕业论文附件.19摘要港口机械设备是构成物流系统的重要要素,担负着散货运输作业的各项任务.它的技术水平是现代化技术的重要标志之一. 科技的发展朝着自动化、集成化、智能化方向发展.在大型散料码头上得到广
3、泛的应用。此次我们的设计的正是围绕港口散货运输的中央控制而展开的.而我们设计是基于PLC的中央控制系统设计，这对于传统的物流方法有了更进一步的提高和创新。同时也在很大程度上降低了劳动强度,对提高生产力和生产效益也有很大的提高。此次设计主要是针对了港口机械中的装船机、卸船机、皮带机的电气控制设计和港口作业流程的设计.还包括PLC的选型、I/O口设置、编程等. 关键词:港口散货运输 中央控制 装船机 卸船机 皮带机 PLC第一章 港口机械概述随着世界经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，现代物流业也时入一个崭新的发展阶段。物流机械设备在现代化生产中应用的范围越来越广，如何从中取得明显效益已经受到专家
4、、学者和企业家们重视。甚至有人把从物流中所得利润比作“第三利润源泉”，是企业寻求成本优势和差别化优势的视角。是企业发展的新挑战。本章将对港口机械的分类、作用、未来发展方向作具体的介绍。1.1 港口机械的分类 港口机械的主要构成包括以下几个方面: (1)、散货装船机 (2)、输送皮带机:1.卸船皮带机 2.装船皮带机 (3)、散货卸船机 (4)、其他辅助性设备 1.1.1 散货装船机 装船机是散料装船码头的重要设备.由地面皮带机送来的物料经过装船机装船.装船机是一种大型机械.它与后方输送机系统相衔接.散货装船机主要构成由变幅机构、伸缩机构、旋转机构、悬臂皮带机组成.悬臂皮带机的带宽、带速决定于散
5、货装船机的生产率.由于我们国运输散货的船型不是很大(沿海主要为1305万吨级).且考虑到堆料场供料的速度和国产橡胶输送皮带机的产品规格,装船机的生产率不宜取得过高.目前我国大型煤炭装船机有生产率为6000t/h(秦皇岛港)和3000t/h(连云港)的机型,但大多数装船机的生产率为5002500t/h ,带宽一般为10001400mm,带速2.53.5m/s.在使用中为满足船舱的位置要求,分别调整行走装置,旋转机构,俯仰装置,伸缩溜斗的长度,以满足实际的需要.连续散货装船机通常不能独立作业,必须与地面皮带机配合作业.此外,单独的某一机构亦不能单独完成作业,因为散货装船机的各个装置机构必须相互配合
6、才能顺利地完成装船作业.按货种可分为煤炭装船机、矿石装船机等;按整机特点可分为固定式、移动式和浮式;按机构的性能特点不同又可分为转盘式、弧线摆动式和直线摆动式等不同机型.其中转盘式常固定装设在码头前沿墩座或内河的墩柱上,如果港口的水位变化大,也常将转盘式或弧线摆动式装船机安装在趸船上成为浮式装船机.不论哪种散货装船机.虽然构造上有所不同,但工作原理都相差无几.根据现实情况和手上的原始资料,我们此次设计所选的散货装船机是固定在港口(或码头)的墩柱式散货装船机. 1.1.2 输送皮带机皮带机是一种高效连续的带式运输机,长度从几米到上千米.皮带运输机主要由驱动装置、输送带、支承托辊、制动装置、张紧装
7、置、改向装置、装载装置、卸载装置、清扫装置九个部分组成.皮带运输机的皮带宽度在500mm-2400mm,皮带的槽角通常选30度或35度.根据不同的输送能力与物料种类选取不同的皮带宽度和带速.带式输送皮带机按安装方式不同分为固定式输送皮带机和移动式输送皮带机两种.皮带机包括卸船皮带机和装船皮带机 ，但其工作原理都大致相同，只是运行顺序不一样。在此不作具体深入介绍。输送带既是承载货物的构件，又是传递牵引力的牵引构件，依靠输送带与滚筒之间的摩擦力平稳地进行驱动。输送带绕过驱动滚筒和张紧滚筒，并支承在许多托辊上。工作时，由电动机通过减速装置使驱动滚筒转动，依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力使输送带运动，
8、货物随输送带运送到卸载地点。根据实际情况需要,本次设计选用的输送皮带机是固定式输送皮带机.1.1.3 散货卸船机 散货卸船机于散货装船这两个环节相比，卸船远比装船要困难得多。我国是个煤炭大国，但南北地区经济发展与资源分布在地域上得不平衡决定了我国北煤南运得格局，而目前我国沿海港口散货装船机能力远大于卸船能力，散货卸船已明显地成为我国散货运输过程中的薄弱环节。因此今后一段时间内必须较多增添散货卸船机来提高港口的散货卸船能力。 散货卸船机是根据船型和各种货种卸船作业特点而设计的多动作专用机械，有周期式和连续式两类。长期以来，散货卸船的传统机械是周期性动作的各类抓头起重机和抓斗卸船机，对散粮卸船，有
9、的港口采用气力卸船机。近年来，随着机械式连续卸船机的发展，现在已有更多型式的卸船机可供港口选用.大致上可分为移动式和浮式. 移动式即是把整机安装在岸上的轨道上,因此它可以沿着轨道行走,装有输送装置的臂架可以升向船舶货仓上方,臂架可旋转和变幅.臂架端部的提升机构和取料机构根据卸船需要还设有伸缩、旋转、摆动等机构.连续卸船机分类按提升物料的装置不同可分为:链斗式卸船机、悬链式链斗卸船机、双带式卸船、波形挡边式卸船机、螺旋式卸船机、斗轮式卸船机、埋刮板式卸船机、绳斗式卸船机等. 此次设计所选的散货卸船机是链斗式卸船机(如下图示).由于该机具有生产效率高、自重轻、能耗低、对环境污染小、对货物的适应性强
10、等优点,所以在港口散货运输中所用的卸船机中使用率较高. 图1-1 L型链斗式卸船机示意图链斗式卸船机由旋转、变幅、行走、取料、输送这五个部分组成。下面将会对这五个组成部分作进一步介绍。、旋转机构 旋转机构的结构型式很多，但卸船机通常都用行星齿轮作为旋转驱动元件，也就是在旋转部分的下面设置一个大齿圈，大齿圈与起重机的固定部分相连，当原动机经减速传功装置驱动行星齿轮转动时，与大齿圈啮合的行星齿轮就绕大齿圈作行星运动，从而实现卸船机旋转部分的转动。行星齿轮与大齿圈可设计为外啮合式或内啮合式。内啮合式的齿因具有较大的承载能力，但其布置和加工工艺较为困难。当齿圈直径太大加工有困难时，可采用针齿圈（柱销齿
11、圈)来代替。为了驱动卸船机的旋转部分，并满足能够安全低速正、反向旋转和能够平稳地制动、停止等卸船机对旋转运动的各种要求，作为旋转机构的驱动装置，除了原动机以外，还要有传动装置、旋转驱动元件、制动以及过载保护等装置。 、变幅机构 变幅机构按工作特点可分为非工作性变幅机和工作性变幅机两类，而散货装卸船港口所用的卸船机通常采用非工作性变幅的。因此只作非工作性变幅机的介绍。 最常见的非工作性变幅机构是由钢丝绳牵引的简单直臂架摆动系统。臂架下端铰接在卸船机旋转平台上，上端即由变幅钢丝绳牵引着，借助变幅钢丝绳的牵引，臂架绕其下端铰轴作铅垂面内摆动，从而实现变幅。这种变幅系统的臂架结构简单、重量轻、臂架可放
12、至最低位置，使卸船机在运行时的外形高度降低，通过性能好，故被广泛用于流动式起重机中。非工作性变幅机构由于变幅次数少，变幅时间长短对卸船机的生产力影响不大。为减小变幅机构所需的驱动功率，般都采用结构较简单、自重较轻的臂架和较低的变幅速度。非工作性变幅机构的变幅速度常以臂架由最大幅度变到最小幅度所需的时间为指标。 、行走机构 行走机构是用来支承和移动起重机的机构。大多数卸船机都采用非工作性的行走机构，用来调整起重机的工作位置，改换工作地点，以扩大服务面积，提高装卸效率。其驱动型式有集中驱动与分别驱动两种。集中驱动是由一台电机通过传动装置驱动所有的主动轮。分别驱动是由几台电机分别驱动，每台电机驱动一
13、只主动轮或一条门腿下的两只主动轮。它结构简单、布置方便，在门座起重机和装卸桥、龙门起重机、桥式起重机的大车运行机构上均获得广泛的应用。 、取料机构在链斗式卸船机的取料机构通常采用机头取料与垂直提升为一体的L型取料提升装置.卸船作业时取料靠底部水平链斗爬行进行取料,然后散货通过垂直提升机(螺旋导料槽)输送到臂架输送皮带机,再经中心漏斗和卸船机将散货送到堆料场. 、输送机构输送装置与输送皮带机同样也是采用胶带式皮带机.在各种连续输送机中，它的生产率最高，输送距离最长，工作平稳可靠，能量消耗少，自重轻，噪声小，操作管理容易，是最适于在水平或接近水平的倾斜方向上连续输送散伙和小型件货的输送机，但它运送
14、粉末状物料时容易扬起粉尘，特别是在装卸料点和两台带式输送机的连接处。这时，需采取防尘措施。1.1.4 其他辅助性设备 散货堆料场机械和装卸车机械也是港口机械的组成部分.为配合卸船输送皮带机把散料堆堆存放或将堆料场的散货供给出场的装船输送皮带机,通常采用散货堆场专用机械.按用途可分为堆料机、取料机和堆取料机. 堆场机是与进入堆料场的卸船皮输送皮带机的端部的固定带式输送机配合使用,专供堆料的机械.按结构可分为单臂式和双臂式;按货种可分为堆煤机、堆矿机等.它们都包括堆料部分和尾车部分. 取料机是使散货从堆料场运出的机械,目前采用斗轮取料机从堆料场向地面输送机供料或取料装车;采用螺旋喂料机(有时可用推
15、土机等)在堆料场上给坑道输送机供料.一般取料机由取料和送料两部分组成. 斗轮堆取料机是兼有堆料和取料两种性能的大型高效率连续式机械,但堆取料作业不能同时进行.它主要由斗轮取料机构、悬臂胶带输送机、运行机构、旋转机构、变幅机构和尾车架等部分组成.1.2 港口机械的作用 随着改革开放的发展,世界经济的持续发展以及科学技术的突飞猛进.现代物流也迈入了一个新的台阶.物流机械设备也将面临着全新的挑战与发展. 当今企业都注重产品的质量及销售量,在运输方面往往考虑得比较少.然而,据相关调查结果表明:一个产品的整个生产过程中,加工和制造的时间所点的比例远远不及用于储存、装卸、入库等待加工、输送所花的时间.而且
16、目前企业的发展方向并不注重在加工制造这一方面,而是花更多的金钱和技术往质量及产品效益方面.而物料的运输、储存、过程中存在很大的经济效益.可以说未所带来的经济效益沿未大规模发掘.若在这一过程中多花功夫.这必定是未来企业寻求成本优势和差别化优势的全新视角,是企业发展的新战略.新思路. 港口机械目的是实现物资的运输，在保证物料运输顺利进行的前提条件下，实现各种环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。传统的物流系统大部分是靠手工或半机械化为主,生产效率低,工人劳动强度高.在信息方面也是比较落后.而我们此次的设计正是为了一改传统做法,将我们所学的知识与现实情况相结合来完成任务.通过设计使港口机械达到半自动
17、化水平.为国民经济建设作出一点贡献.港口机械是现代港口不可缺少的设备.随着生产的发展,人民消费水平的提高和经济的全球合作化.从而导致港口货运量也急剧增长.所以合理地运用港口机械,对于提高我国经济建设有着至关重要作用:(一) 、大大减轻工人劳动强度及提高作业效益.(二)、加快装卸时间和减短船舶停靠岸时间,从而缩短了物料的发货时间.(三)、可以降低装卸成本,减少不必要的损失,提高物料质量,提高经济效益.(四)、为将来建立程序化、信息化、自动化的现代港口创造条件. 当然,港口机械的作用远不止这些,要想发挥更佳作用还需要更多的先进技术和管理.1.3 港口机械的发展 自从八十年代改革开放以来,中国经济迅
18、速发展,一大批港口.电厂相继建成并投入使用.许多国家许多国家重点工程引进了国外的先进技术和设备。相继建成秦皇岛港、日照港，青岛前湾港、连云港、宁波港、天津港、黄骅港、广州新沙港、广州西基港、湛江港、上海港、宝钢等大型散装物料装卸港口。在过去的20年里，带式输送机研究在世界范围内有了重大的发展。伴随着现代计算机的应用，许多工程技术人员已经研制出了新的产品，同时理解了有关运输的物理过程。这些散货港口的主要装卸货物为煤炭或铁矿石。大量的老电厂已不再使用推土机、装卸桥、叉车等低效率的输送设备，新建电厂已全部采用高效连续运输设备。国内用户采用进口及合作制造等多种方式使用国外先进设备。国产部分设备还出口到
19、其它国家。散料机械设备有了长足的进步。大量的国外公司加入到中国的基本建设中。在此期间，相继引进了德国、荷兰、美国、日本、法国、英国等国家的大型设备。主要有大型抓斗岸桥、斗轮堆取料机、大型装船机以及整个散货装卸系统，同时也促进了国内的此类设备的设计水平制造水平.随着全球经济的增长,带式输送机技术已成为当代科学发展的前沿之一.当今世界需要设计和生产“环保”型输送机，要求输送量超过10000th，并且要节约能量。输送机技术进步的一个重要特点是基础研究发展为应用技术.进而实现商业化.为了适应货运量增长和船舶大型化对加速装卸的迫切需要，特别是大型的专业化码头，港口装卸机械正向着高效，大型的方向发展。当今
20、世界电子信息技术的发展达到空前规模,而港口机械的控制未来也必然是趋向这个方向.第二章 港口装卸系统的设计根据机械的类型，有装船机、装船皮带机、卸船皮带机、卸船机，我们根据它们的具体工作流程和特点，从而设计它们各自的主电路及其控制电路。2.1 系统设计要求(一) 、输送皮带机的设计要求 1、根据港口机械的作业流程和电气传动控制系统的设计原理,设计各皮带机的主电路和控制电路原理图、接线图.其中,包括装船作业的四条皮带机和卸船作业的四条皮带机. 2、根据课题原始资料和设计思想,以及电气控制元器件的有关产品样本,对每条皮带机的容量进行计算(计算方法和原理参考电气控制教材和手册),并选定各空气开关、接触
21、器、热继电器和限位保护开关的型号和规格. (二)、装船机的设计要求 1、根据装船机的作业流程,确定该系统由皮带机、变幅机构和旋转机构三部分组成. 2、各个机构的主电路和控制电路原理图、接线图设计.设计要以有关电气标准规范和起重机设计规范电气控制部分为依据. 3、根据课题原始资料和设计思想,以及电气控制元器件的有关产品样本,对各个机构电动机的容量进行计算(计算方法和原理图参考有关电气控制教材和手册),并选定各空气开关、接触器、热继电器和限位保护开关的型号和规格.(三)、卸船机的设计要求 1、根据卸船机作业流程,确定该系统由皮带机、变幅机构、旋转机构和大车行走机构四部分组成. 2、各个机构的主电路
22、和控制电路原理图、接线图设计.设计要以有关电气标准规范和起重机设计规范电气控制部分为依据. 3、根据课题原始资料和设计思想,以及电气控制元器件的有关产品样本,对各个机构电动机的容量进行计算(计算方法和原理参考有关电气控制教材和手册),并选定各空气开关、接触器、热继电器和限位保护开关的型号和规格.(四)、港口作业流程设计要求1、根据课题原始资料和设计思想,规划港口作业需求,并设计整体作业流程由两部分组成,即:装船流程和卸船淤积.2、根据港口作业流程,整定装船流程的参数,包括四条装船皮带机的启、制动动作的时间和动作时序、装船机各机构的启、制动动作的时间和动作的顺序.3、根据港口作业流程,整定卸船流
23、程的参数,包括四条卸船皮带机的启、制动动作的时间和动作时序、卸船机各机构的启、制动动作时间和动作顺序.4、根据港口作业整体流程确定所需要的元器件,起草元器件清单.并根据各控制电路确定所需要的PLC的I/O口数,并选定PLC的型号与规格.(五)、电气控制线路设计要求 根据港口机构的作业流程及原理,从最大程度上尽量实现各机构的顺利作业并制动.同时在工艺上也尽量按照相关电气设计要求.在满足上述要求前提下,力求该设计的控制线路简单、实用、经济、可靠性高.在控制线路的设计上尽可能选用现实中运用着的经典控制线路.在选用各元器件也按各种规范要求去选定.尽可能使整个设计在确保能满足要求的情况下节约经济,避免不
24、必要的浪费.此外,在电气连接上,要求各元器件连接牢固、可靠、抗干扰能力强,最主要的是不要接错线.正确按照接线图布线、放置各元器件、正确连接各元件.2.2 皮带机电气控制系统设计 由于我们小组主要是负责卸船机部分.所以皮带机及装船机的电路设计从略.皮带机包括装船皮带机和卸船皮带机.因为其工作原理都大致相同,只是运行顺序不一致,故在此,我们一起设计其主电路. 此次设计我们采取四条装船皮带机和四条卸船皮带机.每条皮带机都是各自自由一台电动机驱动.其中容量小的电动机采用直接起运,容量较大的电动机采用自耦变压器降压起动.电动机的停止都无须装设制动装置.任由其自动运行至停车,同时可以通过控制面板的开关实现
25、进行PLC控制与手动控制之间的转换.控制电路图中所设的行程开关为防止皮带机跑偏而设置的,主电路中的自动空气开关作用是作短路保护,热继电器用作过载保护.2.3 装船机电气控制系统设计 散货装船机主要构成由变幅机构、伸缩机构、旋转机构、悬臂皮带机组成.其结构基本与散货卸船机一致,在此不作具体介绍.2.4 卸船机电气控制系统设计 由第一章介绍可知,旋转机构、行走机构、变幅机构要满足安全低速启动、能够完成左右转动以及能够平稳停车要求.为了实现这一目的,我们采取通过不同的驱动方式来实现这一目的,具体的做法是:在旋转机构驱动上,我们采用的是两台(对称性)电动机驱动,而大车行走机构则是采用四台电动机驱动,即
26、:在行走机构每一个门脚下各自安装一台电动机驱动.四台电动机驱动统一由同一个继电器进行控制.对于取料机和臂上输送皮带机,我们只要求其能实现单方向作业这一要求即可,同时要求实现臂上输送皮带机主启动后才能启动它.行走机构和变幅机构的制动采用的是液压制动.旋转机构和取料机采用的是电磁铁制动.另外,在启动过程中还设有工作指示灯和开机预警信号电铃.由上面介绍可知,卸船机设计部分需要电动机共九台,由于三相鼠笼式电动机的特点是结构简单,维护方便,过载能力强,在同功率下比所有形式的电动机便宜,但其调整性能、启动性能都比绕线式电动机稍差,比较适用于轻载启动、负载运行的机械,而此设计中的臂上输送皮带机正好满足这方面
27、的要求,故而臂上输送皮带机采用三相鼠笼式电动机进行驱动.而三相绕线式电动机的特点是调整性能虽然不高,但其有较大的启动力矩和较小的启动电流,且其调速方式也较多,其最大特点是可能通过调整启动电流达到减小启动电流、增大启动转矩.适用于那些经常带负载运行的机械.而卸船机其他机械正满足这种要求,故而卸船机的其他机械都采用三相绕线式电动机驱动. 旋转机构驱动电动机两台 代号为1M1、1M2 臂上输送皮带机驱动电动机 代号为2M 变幅机构驱动电动机一台 代号为3M行走机构驱动电动机四台 代号为4M1、4M2、4M3、4M4取料机构驱动电动机一台 代号为5M2.4.1 旋转机构设计 (一) 、旋转机构主电路设
28、计 由于旋转机构采用的是两台电动机进行驱动,考虑到两台电动机的同步性和电气要求,所以旋转机构的两台电动机1M1、1M2的正反转同时由接触器1KMR、1KML进行控制.考虑到启动的平稳及启动电流对电网所造成的冲击,决定在两台电动机的转子上串入电阻器进行降压启动.另外考虑到这两台电动机的对称性,所以两台电动机共同串入同一个电阻器.电阻器的逐级切除由时间继电器1KT2、1KT3和接触器1KM1、1KM2、1KM3共同来完成,制动方式采用电磁抱闸，由断电型时间继电器1KT1进行控制。在电气保护方面采用单相过电流继电器1KA1、1KA2、1KA3、1KA4分别作1M1、1M2的过载保护。此外在主电路方面
29、还设有一个自动空气开关1QF作为主回路的短路保护。下图示为卸船机旋转机构的主电路图。 图2-1 卸船机旋转机构主电路图(二) 、旋转机构控制电路设计 根据旋转机构的设计和卸船机的作业要求，卸船机的工作过程由人工操作完成,所以在控制电路上要闭市一个主令控制器1SA。1SA共设置了三个档位，正转、反转和停止。接触器1KMR、1KML必须设置互锁保护。从而确保主电路不会由于同时接通接触器1KMR、1KML的线圈而造成短路。1KT1是断电延时型时间继电器，作用是在旋转机构要进行停车时作缓冲用的，确保机构在电动机惯性下继续运行，避免及时停车而造成的机械冲击。1KZU为中间继电器，其作用是为启动前作准备，
30、亦作欠压保护用，确保突然断电后电动机不能启动，必须要把主令控制器1SA掰到停止档才能重新启动。1SQ1、1SQ2是旋转机构的左右限位开关，限制旋转机构的旋转范围。1SA3为休息架开关。HL为旋转机构的工作状态指示灯。BR为开机预警信号铃。下图示为卸船机旋转机构控制电路图。 图2-2 卸船机旋转机构控制电路图（三）、卸船机旋转机构控制流程 由上面控制图可知，启动前就先将主令控制器1SA掰到停止档位上，随即中间继电器1KUZ带电并自锁，为电动机启动作好准备。右转启动过程：完成上述准备后，将1SA掰到左转档，1KMR线圈得电，其常开主触点闭合，接通主回路的正转回路,从而带动1M1、1M2有正转趋势。
31、同时1KMR辅助常开触点闭合，1KM1、1KT2、HL、1KT1线圈同时得电。1KT1线圈通电，其常开触点闭合，1KMB线圈带电常开主触点闭合，1YB1、1YB2线圈通电松闸。1KM1线圈通电其常开触点闭合串入电阻器中两组电阻，主电路开始串电阻启动,指示灯HL(GD)发光指示旋转机构此时处于运行状态.1KT2线圈通电并开始计时,计时毕后,其常开触点闭合,电动机转子切除一组电阻从而串入一组电阻运行,另一方面亦使1KM2实现自锁并使时间继电器1KT3开始通电并计时.其常闭触点断开切除1KT2线圈的带电情况,从而确保1KT2的触点复位.当1KT3计时毕后,其延时动合触点闭合,1KM3线圈开始通电,其
32、常开触点闭合,此时电动机转子在完全切除电阻的情况下运行,进入到全速运行状态.另一方面也实现了1KM3的自锁并把1KT3线圈切除带电.确保其辅助触点复位.至此,旋转机构的电动机启动过程完全完成.左转启动过程:同理,在完成上述准备工作后,将1SA掰到左转档,1KML线圈得电,其常开主触点闭合,接通主回路的反转回路,从而带动1KM1、1KM2有反转趋势.接下来的操作同右转启动过程类似,在此不多加叙述.停止过程:完成作业后,把1SA掰到停止档位上,此时电动机还未完全实现停车.1KMR(或1KML)线圈断电其触点复位,1KM1、1KM2、1KM3线圈相继断电其触点复位,把电阻重新接回到电路中起到能耗制动
33、作用.同时1KT1线圈失电延时,计时毕后其动断触点延时断开,从而1KMB线圈断电,其触点亦由启动时的闭合重新回到断开状态,1YB1、1YB2失电释放,电磁抱闸将电动机抱住.指示灯HL(GD)此时断电熄灭指示旋转机构此时处于停止状态.至此,旋转机构停车完毕.考虑到现实中的情况,港口作业具有一定的局限性,所以必须设置旋转机构的旋转范围,所以在控制电路中的1KMR和1KML支路中串入限位开关1SQ1和1SQ2.形成限位保护.2.4.2 变幅机构设计 (一) 、卸船机变幅机构主电路设计 由前面叙述可知,此次设计的变幅机构驱动采用的是一台电动机(3M)进行驱动,主要控制其变幅机构的上下信仰,3M的正、反
34、转由接触器3KMR、3KMR进行控制.该电动机的启动也是采用串电阻的方式进行降压启动,以达到在变幅过程中的平稳和安全可靠.控制电阻的切除由接触器3KM1、3KM2、3KM3、3KM4来完成,制动方面采用的是液压制动器,为了确保变幅机构在作业时的安全性和可靠性,所以决定采用两级制动同时进行制动.制动器由电动机3MB1、3MB2驱动.主电路由自动空气开关3QF作为短路保护,单相过电流继电器3KA1和3KA2作主电动机过载保护.熔断器3FU13作为制动电动机的过载和过流保护.下图示为卸船机变幅机构的主电路图. 图2-3 卸船机变幅机构主电路图(二) 、卸船机变幅机构控制电路设计 变幅机构同样也是由人
35、工手动操作来完成作业任务的,所以在控制电路中亦设有主令开关3SA. 3SA共设置了三个档位，正转、反转和停止. 接触器3KMR、3KML必须设置互锁保护。从而确保主电路不会同时接通接触器3KMR、3KML的线圈而造成短路。3KT1是断电延时型时间继电器，作用是在变幅机构要进行停车时作缓冲用的，确保机构在电动机惯性下继续运行，避免及时停车而造成的机械冲击。3KZU为中间继电器，其作用是为启动前作准备，亦作欠压保护用，确保突然断电后电动机不能启动，必须要把主令控制器3SA掰到停止档才能重新启动。3SQ1、3SQ2是变幅机构的上下限位开关，限制变幅机构的俯仰范围。HL为变幅机构的工作状态指示灯。下图
36、为卸船机变幅机构控制电路图.图2-4 卸船机变幅机构控制电路图(三) 、卸船机变幅机构控制流程 先将主令开关3SA掰到停止档,接通电源后, 随即中间继电器3KUZ带电并自锁，为电动机启动作好准备。 右转启动过程：完成上述准备后，将3SA掰到左转档，3KMR线圈得电，其常开主触点闭合，接通主回路的正转回路,这时制动器驱动电动机3MB1能电松开抱闸,从而使3M有正转趋势。同时3KMR辅助常开触点闭合，3KM1、3KT2、HL、3KT1线圈同时得电。3KT1线圈通电，其常开触点闭合，3KMB线圈带电常开主触点闭合，制动电动机3MB2线圈通电松闸。3KM1线圈通电其常开触点闭合串入电阻器中三组电阻，主
37、电路开始串电阻启动,指示灯HL(GD)发光指示变幅机构此时处于运行状态.3KT2线圈通电并开始计时,计时毕后,其常开触点闭合,电动机转子切除一组电阻从而串入两组电阻运行,另一方面亦使3KM2实现自锁并使时间继电器3KT3开始通电并计时.其常闭触点断开切除3KT2线圈的带电情况,从而确保3KT2的触点复位.当3KT3计时毕后,其延时动合触点闭合,3KM3线圈开始通电并使时间继电器3KT4通电并开始计时,此时电动机又切除一段电阻而串入一组电阻运行.另一方面亦使3KT3线圈断电,使其辅助触点复位.当3KT4计时毕,其延时动合触点闭合,使得3KM4线圈带电并自锁,3KM4的常开触点闭合,此时电动机转子
38、在完全切除电阻的情况下运行,进入到全速运行状态.另一方面也实现了3KM3的自锁并把3KT4线圈切除带电.确保其辅助触点复位.至此,变幅机构的电动机启动过程完全完成.左转启动过程:同理,在完成上述准备工作后,将3SA掰到左转档,3KML线圈得电,其常开主触点闭合,接通主回路的反转回路,从而带动3M有反转趋势.接下来的操作同右转启动过程类似,在此不多加叙述.停止过程:完成作业后,把3SA掰到停止档位上,此时电动机还未完全实现停车.3KMR(或3KML)线圈断电其触点复位,此时使得一次制动器驱动电动机3MB1线圈失电,而对3M进行抱闸.此外3KM1、3KM2、3KM3、3KM4线圈相继断电其触点复位
39、,把电阻重新接回到电路中起到能耗制动作用.同时3KT1线圈失电延时,计时毕后其动断触点延时断开,从而3KMB线圈断电,其触点亦由启动时的闭合重新回到断开状态,此时液压推杆二级驱动电动机3MB2因失压而抱闸,液压推杆的弹簧将电动机闸住.指示灯HL(GD)此时断电熄灭指示变幅机构此时处于停止状态.至此,变幅机构停车完毕.考虑到变幅机构在变幅过程中俯仰出设计时所考虑的最大变幅范围,所以在控制回路中的3KMR和3KML的支路中串入了行程限位开关3SQ1和3SQ2.用来限制变幅机构的变幅范围.在主令开关之前串入电流继电器的动断触点的作用是防止主电路因过载或其他原因而导致电流增大时可以及时抑制变幅机构及时
40、停车.起到一定的保护作用. 2.4.3 行走机构设计 (一) 、卸船机行走机构主电路设计 由前面可知,我们在行走机构中采用四台电动机进行驱动,四台电动机4M14M4同时由4KMR、4KML进行正反转控制.由于考虑到行走机构的前后运行的同步性及方便电动机的控制,所以前面两台电动机(4M1和4M2)和后面两台电动机(4M3和4M4)都共各自用一个电阻器.为确保行走机构的运行可靠平稳,采取的是分段切除电阻进行控制.控制电阻的切除由接触器4KM1、4KM2、4KM3、4KM4进行控制.制动方面采用断电抱闸型液压制动器,由电动机4MB1、4MB2、4MB3、4MB4驱动.并在四台电动机的制动时同时采用接
41、触器4KMB进行控制.在电气保护上采用三相电流继电器4KA1、4KA2、4KA3、4KA4分别作四台电动机的过载保护.在主电路中用一个自动空气开关4QF作为主回路的短路保护.下图示为卸船机行走机构的主电路图. 图2-5 卸船机机行走机构主电路图(二) 、卸船机行走机构控制电路设计同理,卸船机行走机构亦是由人工操作来完成其作业的,所以在控制电路中设有一个主令开关4SA,共设置了三个档位,正转、反转和停止档.接触器4KMR、4KML必须有互锁保护,电阻的切除也是以时间为参量.由继电器4KT2、4KT3、4KT4作步进式控制切除电阻.在行走机构停车过程中,为避免机构冲击,亦在控制电路中设有行程开关作
42、保护,另外,在停车过程的液压控制回路中亦设有辅助性的继电器作保护,确保行走机构停车的平稳性及安全性.4KZU为欠压保护.同样,行走机构在停电时要想重启亦要先将主令开关4SA掰到停止档,才能为下一步的启动作准备.指示灯HL(GD)为行走机构的工作状态指示.下图示为卸船机行走机构的控制电路图.图2-6 卸船机行走机构控制电路图(三) 、卸船机行走机构控制流程 由上面控制图可知，启动前就先将主令控制器4SA掰到停止档位上，随即中间继电器4KUZ带电并自锁，为电动机启动作好准备。右转启动过程：完成上述准备后，将4SA掰到右转档，4KMR线圈得电，其常开主触点闭合，接通主回路的正转回路,从而带动4M1、
43、4M2和4M3、4M4有正转趋势。同时4KMR辅助常开触点闭合，4KM1、4KT2、HL、4KT1线圈同时得电。4KT1线圈通电，其常开触点闭合，4KMB线圈带电常开主触点闭合，四台电动机4MB1、4MB2、4MB3、4MB4通电转动。利用电动机的离心力推动液压推杆使制动器松闸.4KM1线圈通电其常开触点闭合串入电阻器中三组电阻，主电路开始串电阻启动,指示灯HL(GD)发光指示行走机构此时处于运行状态.4KT2线圈通电并开始计时,计时毕后,其常开触点闭合,电动机转子切除一组电阻从而串入两组电阻运行,另一方面亦使4KM2实现自锁并使时间继电器4KT3开始通电并计时.其常闭触点断开切除4KT2线圈
44、的带电情况,从而确保4KT2的触点复位.当4KT3计时毕后,其延时动合触点闭合,4KM3线圈开始通电,其常开触点闭合,电动机转子切除一组电阻从而串入一组电阻运行,另一方面亦使4KM3实现自锁并使时间继电器4KT4开始通电并计时,其常闭触点断开切除4KT3线圈的带电情况,从而确保4KT3的触点复位,当4KT4计时毕后,其延时动合触点闭合,4KM4线圈通电,其动合触点闭合并自锁.此时电动机转子在完全切除电阻的情况下运行,进入到全速运行状态.至此,行走机构的电动机启动过程完全完成.左转启动过程:同理,在完成上述准备工作后,将4SA掰到左转档,4KML线圈得电,其常开主触点闭合,接通主回路的反转回路,
45、从而带动4M1、4M2和4M3、4M4有反转趋势.接下来的操作同右转启动过程类似,在此不多加叙述.停止过程:当行走机构到达所要求的位置后,把4SA掰到停止档位上,此时电动机还未完全实现停车.4KMR(或4KML)线圈断电其触点复位,4KM1、4KM2、4KM3、4KM4线圈相继断电其触点复位,把电阻重新接回到电路中起到能耗制动作用.同时4KT1线圈失电延时,计时毕后其动断触点延时断开,从而4KMB线圈断电,其触点亦由启动时的闭合重新回到断开状态, 此时四台电动机4MB1、4MB2、4MB3、4MB4因为断电而停止转动,液压推杆此时利用弹簧抱住主电动机4M14M4的转动.指示灯HL(GD)此时断电熄灭指示旋转机构此时处于停止状态.至此,行走机构停车完毕.2.4.4 悬臂皮带机设