吉林化工学院信息与控制工程学院
毕业设计开题报告
桥式起重机监控系统设计
Design of monitoring system for bridge crane
学生学号： 08530111 学生姓名： 张立伟 专业班级： 电信0801 指导教师： 杨潇 邸书玉 职 称： 副教授 讲师 起止日期： 2012.2.27～2012.3.18
吉 林 化 工 学 院
Jilin Institute of Chemical Technology
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1．课题来源及选题的目的和意义 课题的来源：结合科研 选题的目的及意义：随着工业、农业、建筑业和交通运输业的发展,各行各业起重机械的应用越来越多,起重机不断朝着大型化、自动化、网络化和智能化方向发展。目前,国内起重机发生故障较多、监管工作不足,为了保证起重机在安全限度内工作和操作人员的安全驾驶,研究起重机的监控系统意义重大 桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展，我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺，设备使用维修、管理方面，不断积累经验，不断改造，推动了桥式起重机的技术进步。但在实际使用中，结构开裂仍时有发生。究其原因是频繁的超负荷作业及过大的机械振动冲击所引起的机械疲劳。因此，除了机械上改进设计外，改善交流电气传动，减少起制动冲击，也是一个很重要的方面。由于传统桥式起重机的电控系统采用转子回路串接电阻进行有级调速，致使机械冲击频繁，振动剧烈，因此，电气控制上采用平滑的无级调速是解决问题的有效手段。 2．本课题所涉及的内容国内外研究现状综述 起重机的发源地还是在欧洲，尤其是德国。目前，除德国之外，一些北欧的公司的业务规模也非常好。德国的DEMAG 老牌的起重机制造企业，曾经隶属于全球伍佰强的企业集团，最近几年，先后经历多次分拆重组和收购，使得发展受到影响，但是在业界中仍然被认为是顶级的企业芬兰的Konecranes该企业起源于芬兰的老牌企业集团kone公司，最初公司的规模和品牌等在欧洲都不是很显著，但是该公司采取积极的财务和发展战略，先后将业界赫赫有名的起重机公司如法国的Verlinde, 德国的Nova, SWF，Stahl英国的Morris等收入囊中。目前公司的销售额应该是最大的。美国的CM集团。没有CM在最近的数年中，先后发起数十次收购，目前是北美最大的工厂起重机械制造商。由于桥式起重机的门槛比较低，中国目前有超过1000家注册的起重机公司，尤其是在河南新乡在最近几年发展的比较快，号称中国的起重机之乡。 中国的起重机工业由于价格竞争激烈，所以普遍技术水平不高，设计思想落后（抱歉），这个也和中国起重机的设计规范有很大关系。这些规范已经老旧，不能适应目前的技术水平。但是新的标准迟迟不能出台，而起重机属于特种设备，各种试验要求高，所以国内的起重机企业不能也不敢做一些先进但是不符合标准的改进。 起重机的主要原件包括：起升机构，行走机构（大车和小车），主梁，电控和供电等。目前国内企业差距最大的应该是起升机构（电动葫芦和卷扬机），在安全和保护方面，我们的机构非常原始和可靠性不高。这和中国起重机行业配套元器件供应企业的落后水平有关系。目前Demag和Konecraes均在中国实现中国制造，这对中国的起重机制- 1 -
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造企业形成巨大的威胁的同时，也为其他国外的起重机公司在中国开展业务造成很高的门槛。一个现实问题就是，行业的领先企业率先成功实现本土化生产和运作，其他的追随者和市场补缺的企业如何必须要考虑如何开展中国的业务。无论是在品牌、服务、交货、价格甚至在质量上都没有比较优势，而起重机市场细分和补缺的空间又小，如何生存都是一个问题。 技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国大型通用桥式起重机市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外大型通用桥式起重机生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。 3．本课题有待解决的主要关键技术问题 1、 操作按钮输入的检测。急停、启动、停止、加速及减速。 2、 限位开关的检测。大车前进、后退、左移、右移 3、 车的运动方向的控制。 4、 升降机的控制。 - 2 -
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4．课题研究的内容和实施方案 研究的内容： （1）在分析和研究起重机工艺和控制要求的基础上，对监控系统的控制方案进行研究 （2）利用Wincc进行起重机监控系统设计 （3）动态工艺流程绘制 （4）数据库建立 （5）趋势曲线设计 （6）报警功能设计 （7）报表功能设计 （8）监控系统安全性设计 实施方案： 该系统通过主令控制器给定PLC的速度信号来对整个系统进行调速，桥式起重机大车、小车、主钩、副钩电动机都需运行，大车为两台电动机同时拖动，所以整个系统台电动机，PLC分别加以控制。 可编程序控制器：完成系统逻辑控制部分控制电动机的正、反转调速等控制信号进入PLC，PLC经处理后，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。 5．完成本课题的工作计划及进度安排 设计总共16周。具体安排如下： 2012.02.27～2012.03.18：调研、收集资料（书籍和案例）、外文翻译﹑撰写开题报告； 2012.03.18～2012.03.29：进行课题需求分析，设计最后确定方案； 2012.03.30～2012.05.08：PLC器件功能和相关软件的学习 2012.05.11～2012.05.22：程序调试（包括测试）和修改； 2012.05.25～2012.06.12：论文撰写、装订与提交，准备答辩。 - 3 -
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一、 6．参参考资料及参考文献目录： [1]深入浅出西门子Wincc V6 北京航天航空大学 2004.5 [2]许志军.工业控制组态软件及应用 机械工业出版社 2005.7 [3]卢建华.使用WinCC实现过程监控[J].武汉科技大学学报,2000,(01) [4]杨路明,雷亚军. 组态软件WinCC在自动监控系统中的应用[J]. 计算技术与自 动化,2003,(04) [5]王志开.PLC及WINCC组态软件在自动控制中的应用[J].中国科技信息 [6]王万强,陈国金,张俊芳.S7-300PLC和WinCC组态软件在电厂的应用[J]. 机电 工程 [7]聂安兴.巧用编程解决WinCC组态几个常见问题[J]. 自动化博览 , 2004,(05) - 4 -
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7．指导教师审阅意见 指导教师（签字）： 年 月 日 8．系主任或指导小组意见 系主任或指导小组组长（签字）： 年 月 日 说明： 1. 本报告前6项内容由承担毕业论文(设计)课题任务的学生撰写； 2. 本报告必须在第八学期开学三周内交指导教师审阅并提出修改意见； 3. 学生须在小组内进行报告，并讨论；
4. 本报告作为指导教师、专业系或毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文) 课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校和教学院的抽查。
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