起重機電氣控制系統(tǒng)及上車布局優(yōu)化的設計與實現(xiàn).pdf

1、近些年，我國在港口碼頭、土木建筑、水利水電等行業(yè)的大型起重機設計和制造方面取得了一些成績，但起重機的技術性能及行業(yè)的發(fā)展在很大程度上取決于起重機電氣與控制系統(tǒng)及整體布局方案設計的創(chuàng)新與提高。采取機械與電子技術相結合，將先進的控制技術、電力電子技術、計算機技術應用到機電產(chǎn)品的智能控制系統(tǒng)和智能優(yōu)化設計中，實現(xiàn)起重機的自動化和智能化，是起重機行業(yè)未來發(fā)展的方向之一。
　　 在起重裝備行業(yè)中，采用PLC-變頻器調速在近幾年逐漸得到了推

2、廣和普及，用PLC控制取代傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制;用變頻調速取代繞線電機轉子串電阻調速;用變頻電動機或異步電動機取代繞線電機，再配合先進的現(xiàn)場總線技術和可視化人機接口界面，提高了設備控制精度和穩(wěn)定性，且節(jié)能、易于檢修維護，成為提高企業(yè)生產(chǎn)效率的良好途徑。此外在起重裝備的整體方案設計方面，近年來以先進的智能算法為基礎的優(yōu)化方案設計已逐步取代了原有的依靠經(jīng)驗、試算等傳統(tǒng)設計方法，提高了裝備的整體性能并能順應市場需求的快速變化。
　　

3、 本論文以港口碼頭等使用的大型起重機為工程背景，在其智能電氣控制系統(tǒng)和布局方案設計兩方面開展研究工作。在智能電氣控制方面，以D50100K12型門座式起重機為例，重點闡述其電氣控制系統(tǒng)相關方面的設計，從原理設計開始，到各功能的實現(xiàn)、元器件的選型等方面，結合起重機的實際需要，并兼顧起重機的相關標準規(guī)定，還考慮了實際工作中的經(jīng)濟性、實用性和可靠性，從而完成了D50100K12型門座式起重機的電氣控制系統(tǒng)。該起重機已在大連船舶重工集團使用，運

4、行狀況良好。此設計的經(jīng)驗表明基于變頻器與西門子S7-300可編程邏輯控制器相配合使用，其價格低廉、可靠性和性能價格比較高，使用現(xiàn)場總線后可以使得PLC與變頻器之間的聯(lián)系更為緊密，可以彼此方便地交換大量數(shù)據(jù)，從而達到起重機的智能化控制目的。在智能布局設計方面，以QUY150履帶式起重機為例，論文建立了其上車構件布局優(yōu)化的數(shù)學模型，基于群智能優(yōu)化的策略，將自適應和多種群進化的思想引入并行遺傳算法，提出一種自適應多種群并行遺傳算法AMPGA，