基于MCGS与PLC桥式起重机起升机构监控系统研究

发布时间：2017-06-16 12:00

  本文关键词：基于MCGS与PLC桥式起重机起升机构监控系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起升机构是起重机械中最主要和最基本的机构,是起重机不可缺少的组成部分,它的工作好坏对整台起重机的性能有着最直接的影响。随着我国国民经济的快速发展和科学技术的不断进步,越来越多的企业对桥式起重机起升机构的控制系统提出了更高的要求,更加关注起升机构的工作效率和安全性能。本课题是以昆明泰德威机电设备有限公司的“起重机平板电脑一体机”项目为背景,在基于MCGS与PLC的控制思想上,来对桥式起重机起升机构监控系统进行研究与设计。归纳起来,本文主要完成了以下工作：从国内外制造业发展的历程和趋势,分析了当前国内外起重机械的发展过程、现状和趋势。本文对起重机起升机构监控系统研究进行了综述,并从以往研究的不足中提出了本课题的研究内容和研究意义。根据桥式起重机起升机构的控制要求,设计了一套起升机构监控系统,该监控系统主要由上位机MCGS、可编程逻辑控制器、变频调速系统以及多种传感器组成。该监控系统能对电动机进行PID变频调速控制,能够通过PID控制比较精确地控制吊重物体的运动速度和高度；能对电动机的电力参数进行监控,并能进行报警指示；能检测起吊载荷,以免超重而发生安全事故。本文重点解决了系统中S7-200PLC与MM440变频器的通信问题；PLC控制程序的设计；上位机与S7-200PLC的通信；以及起升机构监控系统监控画面的设计。同时,根据Step7-Micro/WIN软件工具包的结构化程序设计特点,大量采用代码重用的方法,大大降低了系统开发和维护的难度。在昆明泰德威机电设备有限公司自主搭建的40T桥式起重机基础实验平台上进行实验测试。最终,实验结果验证本监控系统在对电动机转速、吊重物体运动速度和高度、以及起吊载荷的监控上是可行的,也是比较精确的。因此,本课题所设计的桥式起重机起升机构监控系统是比较成功的,具有实际应用价值,有着广泛的应用前景。
【关键词】：起升机构 MCGS PLC 监控系统 PID控制
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 国内外桥式起重机发展情况11-14
• 1.1.1 国外桥式起重机发展情况11-12
• 1.1.2 国内桥式起重机发展情况12-14
• 1.2 桥式起重机起升机构的研究综述14-17
• 1.2.1 起升机构简介14-15
• 1.2.2 起升机构监控系统研究综述15-17
• 1.3 PLC的发展及现状17
• 1.4 组态软件概述17-19
• 1.4.1 组态软件简介17-18
• 1.4.2 组态软件的特点18
• 1.4.3 组态软件的功能18-19
• 1.5 本课题研究的目的及主要内容19-21
• 1.5.1 本课题研究的目的19-20
• 1.5.2 本课题研究的主要内容20-21
• 第二章 桥式起重机起升机构21-29
• 2.1 起升机构系统分析21
• 2.2 起升机构电动机分析21-23
• 2.3 起升机构联轴器分析23-24
• 2.4 起升机构减速器分析24-25
• 2.5 起升机构滑轮组分析25
• 2.6 起升机构钢丝绳分析25-27
• 2.7 本章小结27-29
• 第三章 桥式起重机起升机构监控系统设计原理29-43
• 3.1 起升机构电动机变频调速系统设计30-36
• 3.1.1 YZPF200L-4型电动机简介30-31
• 3.1.2 变频器简介31-34
• 3.1.3 变频调速的工作原理34-36
• 3.2 起升机构电动机变频调速PID控制36-39
• 3.2.1 PID控制理论概述36-38
• 3.2.2 离散化PID控制38-39
• 3.3 起升机构监控系统传感器方案39-42
• 3.3.1 起升机构电力参数检测传感器39-40
• 3.3.2 起升机构电动机转速检测传感器40
• 3.3.3 吊重物体运动速度检测传感器40-41
• 3.3.4 吊重物体起吊高度检测传感器41
• 3.3.5 起升机构起吊载荷检测传感器41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 下位机基于PLC的监控系统设计43-59
• 4.1 可编程逻辑控制器(PLC)简介43-45
• 4.1.1 PLC的基本结构43-44
• 4.1.2 PLC的工作原理44
• 4.1.3 PLC的编程语言44-45
• 4.1.4 PLC的基本类型45
• 4.2 西门子S7-200型PLC简介45-46
• 4.2.1 西门子S7-200型PLC概述45-46
• 4.2.2 西门子S7-200型PLC的出色表现46
• 4.2.3 Step7-Micro/WIN编程软件简介46
• 4.3 S7-200PLC与MM440变频器的通信46-48
• 4.4 系统主控程序设计48-57
• 4.4.1 I/O地址分配及PLC配置48-50
• 4.4.2 电动机及变频器参数设置50-51
• 4.4.3 PLC程序设计51-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 上位机基于MCGS的监控系统设计59-79
• 5.1 MCGS组态软件59-61
• 5.1.1 MCGS组态软件的整体结构59
• 5.1.2 MCGS组态软件的组成59-61
• 5.2 触摸屏简介61-62
• 5.3 上位机与S7-200PLC的通信62-63
• 5.4 监控系统功能的主体设计63-69
• 5.4.1 监控系统功能设计要求63-64
• 5.4.2 监控系统功能实现64-69
• 5.5 实验测试69-77
• 5.5.1 实验目的69
• 5.5.2 实验原理69-70
• 5.5.3 实验设备70-71
• 5.5.4 实验内容和方案71-72
• 5.5.5 实验结果及分析72-77
• 5.6 本章小结77-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 全文总结79
• 6.2 工作展望79-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-87
• 附录 硕士在读期间发表(或录用)的论文87

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