PLC、变频器在天车自动控制系统中的应用
变频器和PLC在起重机中的应用
行 ，电气故障频发 ， 造成机械故障率也高 ， 通过将
制动器 的控制要采取预 防措施 ， 使得启动和制 动时不出现任何失控 的运动。如有 电气制动 ， 机械 制动应在电气制动之后作用 。 电动机通 电时制动器
不得 抱 闸 ，短暂 过 渡 状态 除 外 （ 如从 零 位 到 下 降一 档 时 电动 机 通 电而 制 动 器不 松 闸 ） 。 对设 有 安 全 制
度 不 应 超过 额 定 速度 的 １ ２ ０ ％。
１ ． ２多点控 制 要求
对 于 系统 意外 断 电时制 动器 的动作 会 引起 机械
设备损坏倾 翻的情况 ， 应采取适当措施保证意外断 电时制动器安全动作 过程 。
２变频 器及 Ｐ Ｌ Ｃ 系统 要 求
２ ． １变频 器功 率 的选 择
２ ． ４ ． ２防止 溜钩 的控 制
根据系统的要求给出主起升机构 、 大车运行机
构 、主令 控 制器 及 Ｐ Ｌ Ｃ系 统 图如 图 １ 、图 ２ 、图 ３ 。
Ａ Ｂ Ｂ Ａ Ｃ Ｃ 起重专用变频器为矢量控制型变频
２ ． ３系统 图
起重天车可编程控制器采用三菱 Ｆ Ｘ ２ Ｎ 一 １ ２ ８ 型 号的 Ｐ Ｌ Ｃ 。它具有可靠性高 ， 抗干扰能力强、功能
完善 、 适用性强 、 维护方便 ， 容易检查故障等特点 ，
我们维修电工可以通过Ｐ Ｌ Ｃ 的输入输 出点 ， 判断出 具体 的故障点和故 障原因。 对用于安全保护的联锁 信号 ，如极限限位 、 超速 限制等 ，不但具有直接的 继 电器保护联锁线路 ， 还通过 Ｐ Ｌ Ｃ 程序实现双重连 锁。 可编程控制器在原矿槽天车的运用 ， 不但实现 了和变频器的准确控制 ， 还减少主令控制器和凸轮 控制器的接点烧毁事故 。
变频器及PLC在焙烧多功能天车上的运用
变频器及PLC在焙烧多功能天车上的运用发表时间：2019-07-16T10:59:32.290Z 来源：《建筑模拟》2019年第22期作者：王顺平[导读] 对电气行业的运行及发展状况进行分析，认识到变频器以及PLC技术在焙烧多功能天车中运用的必要性。
王顺平中国铝业青海分公司 810108摘要：对电气行业的运行及发展状况进行分析，认识到变频器以及PLC技术在焙烧多功能天车中运用的必要性。
结合多功能天车运行及使用的现状，总结技术运用中存在的问题，旨在通过问题的分析构建解决策略，以实现多功能天车使用的目的，推动当前电力企业的稳步发展。
关键词：变频器；PLC；焙烧；多功能天车伴随电气产业的运行及发展，焙烧多功能天车是阳极焙烧炉中专用的操作设备，通过该种设备的运用，可以实现焙烧炉与编、解组站之间的阳极传送，阳极夹具会将阳极送入到焙烧炉坑之中，通过合理填充实现焙烧多功能天车使用的目的。
但是，在以往焙烧多功能天车系统运行中，存在着控制水平低、天车故障效率高的现象，电气产业为了保证天车的平稳运行，并满足当前点力产业的生产需求，与变频器以及PLC技术进行融合，通过对电气系统的升级、改造，有效解决焙烧多功能天车运行中存在的问题，提高电气产业的生产效率，积极推动行业的发展。
1概念分析1.1变频器在变频器使用中，通常会通过改变电源频率改变电压，将其运用在焙烧多功能天车之中，可以实现过载、过流以及过压的保护职能，充分满足行业的发展需求。
1.2 PLC选型及构成通过对PLC系统运行状况的分析，其作为较强的带负载技术，可以直接驱动大多数电磁阀以及小型交流接触器，该种技术存在着技术运用广、功能强大以及使用便利的优势，将其运用在工业产业之中，可以为电气行业的发展提供参考[1]。
1.3 焙烧多功能天车焙烧多功能天车作为焙烧阳极车间的专用设备，其具体的操作职能包括以下几点：第一，将焦炭填入到炉坑地层中可以稳固阳极；第二，当获取到阳极炭块之后需要放入到焙烧坑之中；第三，通过阳极夹具的运用，可以将焙烧料箱内的熟块夹住，让后将其运用在出路作业系统之中；第四，通过起重机的使用，可以进行燃烧器设备的搬运，保证电气系统运行的稳定性。
PLC-变频器在起重机电控系统中的应用
PLC-变频器在起重机电控系统中的应用起重行业采用PLC-变频器调速在近几年逐渐得到推广和普及，尤其在大型起重设备上，用PLC程序控制取代传统的继电-接触器控制;用变频调速取代绕线电机转子串电阻调速;用变频电动机或异步电动机取代绕线电机，再配合先进的现场总线技术和人机界面系统，提高了设备控制精度和稳定性，降低了故障率，且节能效果显著，易于检修维护，成为提高企业生产效率的好途径。
控制方案:某重型机械制造大件分厂，承担着所有大件设备装配、定位、对接等任务，对起重机性能要求很高，所用一台QD250/50t桥式起重机采用了siemens S7-400 PLC、ABB变频器、触摸屏等高性能配置，应用了先进的Profibus现场总线技术、带编码器反馈的直接转距控制方式、及先进的人机界面系统。
桥式起重机分为主钩、副钩、大车、小车等四部分.因主起升机构在起重机应用上最为典型，控制也最为复杂，故本章以主起升为例详细介绍其控制方式。
1、PLC整个系统以S7-400 PLC作为电控核心，主要有电源模块、CPU、输入输出模块及接口模块等组成。
输入模块采集由限位开关、热敏电阻、变频器故障反馈等设备的信号状态;接收主令控制器、按钮开关发出的控制指令，集中在CPU中进行运算，并将程序运算结果通过输出模块和Profibus现场总线传送给接触器和变频器等执行设备，从而驱动电动机、液压抱闸、冷却风机等完成各种生产任务。
2、Profibus串行通讯现场总线系统Profibus是一种开放式串行通讯标准，该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换。
在本系统中以S7-400作为主站，以各机构变频器作为从站，通过DP接口模块和RS485屏蔽双绞线进行数据快速实时交换。
设置变频器通讯参数：98.02=fieldbus 激活通迅模块51.01= Profibus-DP 选择现场总线类型51.02=3 设置主升变频器站地址51.03=1500 选择通迅传输速率为1.5Mbit/s51.04=PPO4 选择数据传输类型4(6个过程数据为一个标准块)作为主站的PLC中央处理器从从站读取各种输入状态信息，即从变频器读出主升状态字和实际值，包括变频器准备好、上电应答、运行、转矩验证OK、变频器故障、电动机实际转速等信息;并将各种输出信息写入从站，即将控制字和速度给定写入变频器。
plc应用于天车的基本原理
PLC应用于天车的基本原理1. 简介PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制系统的计算机控制设备。
它具有高可靠性、强大的计算能力和丰富的输入输出接口，被广泛应用于各个领域的自动化控制系统中。
本文将介绍PLC在天车控制中的基本原理。
2. 天车的工作原理天车是一种用于起重作业的设备，它通常由天车梁、起重机构、行走机构和控制系统组成。
天车梁用于支撑和提升货物，起重机构用于吊运货物，行走机构用于天车在轨道上的行走。
控制系统负责对天车进行运行、起重和停止等操作。
3. PLC在天车控制中的应用PLC在天车控制系统中起到了关键的作用，它负责接收输入信号、进行逻辑判断和控制输出信号，从而实现天车的自动化控制。
PLC的输入端可以连接各种传感器，如限位开关、位置传感器、载荷传感器等，用于感知天车的状态和条件。
PLC通过扫描输入端口，读取这些传感器的状态信号。
PLC的中央处理器通过程序控制逻辑对这些输入信号进行判断，根据事先设定的控制逻辑来决定天车的运行状态和动作。
比如，当天车接收到起升信号时，PLC会通过开关输出模块控制起重机构的运行，实现对货物的起升。
PLC的输出端可以连接各种执行器，如电机、气缸等，用于控制天车的运动和动作。
PLC通过开关输出模块，控制输出信号的状态和电平，实现对执行器的控制。
4. PLC程序设计PLC的程序设计是PLC应用的核心之一。
在天车控制系统中，PLC的程序需要根据具体的运行逻辑来编写。
PLC程序通常由输入模块、输出模块和中央处理器组成。
输入模块用于读取输入信号，输出模块用于控制输出信号，中央处理器则负责对输入信号进行逻辑判断和控制输出信号。
PLC程序设计通常采用逻辑块图的方式进行。
逻辑块图是一种流程图，用于描述PLC程序的运行逻辑。
通过逻辑块图，可以清晰地表示PLC程序的运行过程和控制逻辑。
PLC程序设计还需要考虑安全性和可靠性的要求。
PLC技术在起重机械电气控制系统中的应用探究
PLC技术在起重机械电气控制系统中的应用探究1. 引言1.1 背景介绍起重机是工业生产中常见的设备，用于在物流、建筑、船舶等领域进行货物的起卸和运输。
起重机的电气控制系统起着至关重要的作用，对于起重机的运行稳定性、效率和安全性具有重要影响。
传统的起重机电气控制系统主要采用继电器和接触器等传统元件进行控制，存在电路复杂、维护困难、扩展性差等问题。
而随着PLC 技术的快速发展和广泛应用，越来越多的起重机电气控制系统开始采用PLC控制技术。
PLC技术具有逻辑关系强、可编程性强、运行稳定等优势，能够满足起重机对控制系统快速响应、精准控制等要求。
通过PLC技术，起重机电气控制系统能够更加灵活、可靠地实现各种工作模式和功能。
本文旨在探究PLC技术在起重机械电气控制系统中的应用，分析PLC控制系统相对于传统控制系统的优势和应用效果，结合实际案例进行深入分析，为起重机械电气控制系统的改进和发展提供参考和借鉴。
1.2 研究目的起重机械是工业生产中常见的设备，其安全性和效率对生产过程至关重要。
传统的电气控制系统在起重机械中存在着诸多问题，如可靠性低、维护成本高、操作复杂等。
为了解决这些问题，本研究旨在探究PLC技术在起重机械电气控制系统中的应用情况，分析其在提高起重机械控制系统性能、降低维护成本、简化操作流程等方面的优势和效果。
通过深入研究PLC技术在起重机械中的具体应用案例，结合实际数据和测试结果，验证PLC技术对起重机械电气控制系统的优化效果，为工程技术人员在实际应用中提供参考和指导。
本研究还旨在探讨PLC技术在未来起重机械领域中的发展前景，为相关研究和实践提供新的思路和方向。
1.3 意义起重机械在现代工业中起着重要的作用，其电气控制系统的稳定性和可靠性对于生产效率和安全性有着至关重要的影响。
传统的电气控制系统存在着诸多问题，如操作复杂、维护困难、故障率高等，这些问题直接影响着起重机械的工作效率和安全性。
研究和应用PLC技术在起重机械电气控制系统中具有重要的意义。
PLC、变频器在天车工控自动控制系统中的应用
PLC、变频器在天车工控自动控制系统中的应用摘要：在实际工作生产工作中，部分场合要求设备与变频器加、减速时间严格匹配，为了防止时间的搭配不当而引起电机转子堵转，导致变频器跳闸，长时间堵转，会引起定子电流加大，从而烧毁定子线圈，应用变频器和PLC之间的信号配合和硬件设计可以达到此工作要求。
另外使用可编程控制器（PLC）不但简化了原有的线路，而且通过PLC实现了逻辑控制和时间参数的精确调整。
关键词：PLC；变频器；天车工控自动控制系统；应用1起重机的简介供电特点及主要技术参数1.1起重机的简介桥架是由端梁、走台、主梁等部分组成，是重要组成部分，主梁横跨在车间的上方，它是由有桁架、工型钢、梁肋等架构组成，主梁的两端联接有两个梁头，在梁头的一侧设有行走台和防护栏杆，在行走台对立面装有大车行走的机构，为设备供电的辅助电源滑线安装在走台的另一侧。
大车的运动装置是由拖动电动机、行星减速器、联动轴、行车轮和制动系统等组件构成，而对于大车的驱动方式安装的安装目前有两种，分别是集中、分别驱动两种方式，但是集中驱动方式结构复杂，自分量较重，并不适用于今天工业化的要求，逐渐被现有技术所淘汰；分别驱动是在大车两端分别安装电动机、减速器，其输出轴分别控制主动轮。
它的优点是自重比较轻，结构简单、调试方便，能够满足大多数企业的要求，在实践上使用效果良好，故障率较低，维修方便，已经成为国内生产桥式起重机的厂商首选的驱动方式。
垂直提升机构，提升垂直机构由卷扬电机、联轴器、钢丝绳卷筒器、减速机、刹车片和滑轮吊钩等组成。
卷扬电动机经过联动轴和减速箱相联接，减速箱的输出端与钢丝绳卷筒相联接，钢丝绳的末端穿过起重滑轮吊钩固定在卷筒器外壳上，当电机带动卷筒运转时，钢丝绳随滚筒的正反向转动缠绕或放开，起重滑轮吊钩也就随钢丝绳上升与下降。
2问题的出现(1)动态浪涌电流过大，容易造成电力系统电压上下波动。
(2)硬件机械装备使用损耗大、寿命短。
由于电机启动时是全压启动，会有一定的冲击力对钢丝绳、变速箱与电机的连轴器等机械硬件造成一定冲击导致其损耗严重。
变频器、PLC在桥式起重机自动控制系统中的应用
變頻器、PLC在橋式起重機自動控制系統中的應用一、原系統分析：橋式起重機情況:橋式起重機(天車)是一種用來起吊、放下和搬運重物、並使重物在一定距離內水準移動的起重、搬運設備，在生產過程中有著重要應用。
5噸橋式起重機，原設備電氣驅動系統分為起重機升降、小車、大車三部份。
其中起重機升降由一臺13kW的繞線式非同步電動機驅動，大車由兩臺4 kW繞線式非同步電動機、小車由一臺2.5 k W繞線式非同步電動機驅動。
在原傳動控制中，採用轉子串接電阻的調速方式.由於工作環境差,粉塵和有害氣體對電機的集電環、電刷和接觸器腐蝕性大，加上工作任務重,實際超載率高,由於衝擊電流偏大,容易造成電動機觸頭燒損、電刷冒火、電動機及轉子所串電阻燒損和斷裂等故障, 影響現場生產和安全,工人維修量和產生的維修費用也很高.並且原調速方式機械特性較差,調速不夠平滑，所串電阻長期發熱浪費能量。
綜上所述原設備存在的主要缺點如下：（1）拖動電動機容量大，起動時電流對電網衝擊大，電能浪費嚴重。
（2）起重機升降、小車、大車起動、停止速度過快，而且都是慣性負載，機械衝擊也較大，機械設備使用壽命縮短，操作人員的安全係數較差，設備運行可靠性較低。
（3）由於電動機一直在額定轉矩下工作，而每次升降的負載是變化的，因此容易造成比較大的電能浪費。
（4）起重機每天需進行大量的裝卸操作，由於繞線式電機調速是通過電氣驅動系統中的主要控制元件---交流接觸器來接入和斷開電動機轉子上串接的電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態下，容易燒壞觸頭。
同時因工作環境惡劣，轉子回路串接的銅電阻因灰塵、設備振動等原因經常燒壞、斷裂。
因而設備故障率比較高，維修工作量比較大。
同樣小車、大車的運轉也存在上述問題。
（5）在起重機起升的瞬間，升降電動機有時會受力不均勻，易超載，直接造成電機損壞或者鋼絲繩斷裂。
（6）為適應起重機的工況，起重機的操作人員經常性的反復操作，起重機的電器元件和電動機始終處於大電流工作狀態，降低了電器元件和電動機的使用壽命。
解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用
解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用在大型起重机的现实应用过程当中，控制系统能够直接影响到起重机的工作性能，奠定着起重机的运行效率与工作成效。
文章根据变频器和PLC在大型起重机控制中的应用展开了一系列的分析与论述。
标签：变频器;PLC;大型起重机起重机械是一种特殊的设备，属于八大类特种设备之一。
在起重机械方面，就大型起重机来说，不管是在用设备数目，还是每年新增设备都比较低，而且，其所提供的经济利益却十分明显。
它主要运用在港口码头与物流运输过程当中，起重机比较繁忙，同时工作环境不尽人意，同时对作业质量存在严格的标准。
鉴于这一背景能够看出，大型起重机需要具备一套控制得当、维护成本少与安全可靠的控制体系。
过去运用接触器与继电器当作控制元件的传统控制体系难以再满足现实的需要。
1 起重机控制系统与基本要求1.1 控制系统就起重机而言，其电气控制系统具体经过变频器和PLC进行控制，在现实运作过程当中，基本上是经过制动单元配置来落实制动能耗的吸收与消耗，凭此维护电器元件。
以整体控制方面来说，系统启动具体是凭借凸轮来控制，朝着PLC传递上升与下降等特殊指令，并且，带动PLC的时候选取提早编制的程序。
1.2 基本要求起重机的有关设计要求清晰指出起重机处在110%固定载荷的时候能够正常运行，有序可依。
当供电系统波动是10%额定值的时候就提高固定载荷，无论荷载处在哪一种位置，要求控制体系都需要确保机构顺利开展工作，并且，还不会出现溜钩问题。
如若控制计划经过认同，无论控制手柄处在哪一种位置，在正常运行的时候都需要固定载荷降低不大于120%的额定速度。
可以运用变频器参数布置设定与光电编码器之间的衔接进行维护。
制动器线路出现问题的时候应该可以立刻切断电动机和制动器电源，为此，在制动器线路当中需要配置安全维护措施。
经过变频器和PLC控制系统可以达到多点的控制，所有控制点都具有一种连环性的反应，不管哪一个时刻只有一个工作点工作，并且，每一个控制点都具有紧急断电的装置[1]。
PLC在桥式起重机(天车)中的应用设计
畢業設計論文學校：**************** 班級：**************** 學號：**************** 姓名：**************** 指導老師：************前言橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。
橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構成一矩形的工作範圍，就可以充分利用橋架下麵的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。
橋式起重機廣泛地應用在室內外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。
橋式起重機可分為普通橋式起重機、簡易粱橋式起重機和冶金專用橋式起重機三種。
普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組成。
起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。
起升機構包括電動機、制動器、減速器、捲筒和滑輪組。
電動機通過減速器，帶動捲筒轉動，使鋼絲繩繞上捲筒或從捲筒放下，以升降重物。
小車架是支托和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架，通常為焊接結構。
起重機運行機構的驅動方式可分為兩大類：一類為集中驅動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。
中、小型橋式起重機較多採用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的普通橋式起重機為便於安裝和調整，驅動裝置常採用萬向聯軸器。
起重機運行機構一般只用四個主動和從動車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。
當車輪超過四個時，必須採用鉸接均衡車架裝置，使起重機的載荷均勻地分佈在各車輪上。
橋架的金屬結構由主粱和端粱組成，分為單主粱橋架和雙粱橋架兩類。
單主粱橋架由單根主粱和位於跨度兩邊的端粱組成，雙粱橋架由兩根主粱和端粱組成。
主粱與端粱剛性連接，端粱兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運行。
主粱上焊有軌道，供起重小車運行。
橋架主粱的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。
S7-300PLC在天车上的应用
０ ． ２ ５ ～ ２ ． ５ ａｍ。 主 要 生 产 机 组 包 括 酸 轧 、 ｒ 连退 、 热镀 锌 、
行元件 。 天 车 的主 、 副起升传动变频器和大 、 小 车 行走
传动变频器与 Ｐ Ｌ Ｃ采用 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ 方式通信 。Ｐ Ｌ Ｃ硬件
组态如图 １ 所示 。
ＨＭ Ｉ 及
ＰＬＧ 控 制 系 统
Ｓ ７ — ３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ在天车上的应用
王 珂 （ 兰 州 供 电 公 司 农 电 工作 部 ， 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘 要 ： 介 绍安 钢 冷轧 工程 ４ ０ ｔ 天车 的控制 系统及 其 实现的 功能 。 关键 词 ： Ｐ Ｌ Ｃ； Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ ； Ｈ ＭＩ ； Ｗｉ ｎ ＣＣ ＦＬＥＸＩ ＢＬ Ｅ
起 升 吊钩采 用 可旋 转式 ． 由 １台 ５ ． ５ ｋ Ｗ 恒 速 电机 驱动 图１ 天车 Ｐ Ｌ Ｃ硬 件 组态 图
天车 Ｈ ＭＩ 采 用 西 门子 Ｔ Ｐ １ ７ ０ Ｂ触 摸 屏 ． 软 件 为 西
门子 Ｗｉ ｎ ＣＣ Ｆ Ｌ Ｅ ＸＩ ＢＬ Ｅ ２ ０ ０ ８ Ｓ Ｐ ３ 。Ｔ Ｐ １ ７ ０ Ｂ触 摸 屏 设
ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ＰＬ Ｃ； Ｓ ＴＥＰ ７； ＨＭ Ｉ ； ＷＩ ＮＣＣ ＦＬ ＥＸＩ ＢＬ Ｅ
解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用
解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用摘要：本文介绍了大型起重机的控制系统，控制系统的性能要求。
探析了变频器和PLC在大型起重机控制系统中的应用，研究了控制方法与控制策略，给大型起重机的控制研究提供了参考。
关键词：变频器；PLC；大型起重机；控制引言：在我国，起重机械属于机电类特种设备，是八大类特种设备中使用最广泛的一个种类。
在起重机械领域，大型起重机的在用设备数量、年新增设备数量以及增长率都是最低的，但其经济价值及其所创造的经济效益却是最大的。
大型起重机多用于港口码头、物流运输及电力工程建设等领域，起重机的繁忙程度较高，作业环境较恶劣，且作业效率及作业质量要求较高。
根据上述工况及需求来看，大型起重机需要一套控制精度高、可靠程度强、使用维护成本低的控制系统。
而传统意义的采用接触器、继电器作为控制元件的控制系统工作频率较低、可靠性较差、能耗较高，已不能满足大型起重机的需求。
近年来，应用变频器和PLC作为控制元件的控制系统已经在高端装备中使用，并以其起动制动平稳、调速范围宽、节能优势明显等特点成为了前景广阔的控制系统，也成为了大型起重机控制系统的发展趋势。
一、变频器和PLC简介PLC即是可编程序控制器，由电源、CPU、输入输出等部分组成。
它循环执行：采样输入信号~执行用户程序~控制输出，对外部设备进行自动控制，在自动化领域有广泛应用，它可以用于控制变频器。
PLC有丰富的指令，如逻辑运算、移位、数学运算等，是一种智能化控制系统。
变频器只是一种控制元件，它能把工频（50HZ）变为其他频率，用于控制电动机的转速。
变频器使用前要设定一些参数，如输出频率、工作模式、电流电压保护参数等，但不需要、亦无法进行编程。
它的输出频率可以设为固定值，也可以由PLC动态控制。
二、起重机控制标准起重机相关设计规范明确指出，在110%额定载荷条件下，起重机可有序运转安全运动，较为可靠。
当供电系统波动处于额定值的-10%时，在此条件下起升额定载荷，不管载荷位于何种位置，均要求控制系统能够确保机构稳步工作，不会出现溜钩问题。
PLC与变频器在自动化控制系统中的应用
PLC与变频器在自动化控制系统中的应用摘要：阐述PLC技术与变频器共同的组成完整系统的运作模式，保证实际控制应用符合标准，从而使得PLC技术能够与变频器共同的协调工作，完善电气设备自动化控制模式。
关键词：电气设备；自动化控制；PLC变频器引言电气设备自动化属于先进的控制技术，主要是为了实现电气设备工作过程的自动化管理，在近年来随着电气设备自动化的不断完善，逐渐朝着智能化的方向不断发展，在实际工作中需要充分发挥PLC技术和变频器的功能优势，完善电气设备自动化的控制模式，从而符合实际的控制标准以及要求，促进我国电气行业的稳定性发展。
1 PLC与变频器技术的特点1.1 优化以往的控制模式在电气自动化控制中，利用PLC技术和变频器能够优化以往的控制模式，更加贴合于实际的控制要求以及标准，在实际工作中通过PLC变频器的工作优势，完善了电气设备自动化控制的效果，提升实际的管理水平。
随着电气设备自动化控制中高压供电形势的不断发展和延伸，产生了一定危险性的行为，因此在实际工作中需要融入PLC技术和变频器加强对电网指的有效调节，并且还可以降低其中的维修率，保证电网能够具备安全性较高的特点。
在大中型企业产品生产期间需要生产大批量的产品，在此过程中难免会存在产业链间接断裂的问题，在传统设备操作期间如果单元运行模块出现故障的话，那么会使整个系统出现瘫痪的问题对实际生产造成一定的影响，所以在实际工作中需要充分发挥PLC技术和变频器的优势。
当单元模块发生故障的话，那么可以利用系统本身的控制功能，马上控制故障的单位，防止对其他模块造成一定的影响，在此期间其他单元模块可以更加正常的运行。
1.2 节能降耗在电气自动化设备运行的过程中，融入PLC技术和变频器能够达到节能的效果。
在新时期下，节能环保理念在各行各业中得到广泛性的融合比例也成为行业发展主要目标，在实际工作中需要充分利用PLC技术和变频器设备，满足我国对节能环保所提倡的新要求，通过两者的应用不仅可以保证电机转动的速度，还有助于调节设计的运行效果，多方位地满足实际生产的条件。
变频调速在天车上的应用分析
变频调速在天车上的应用分析电机调速分为有级调速和无级调速，本文将以无级调速中的变频调速为中心，简要介绍变频调速运用在天车上运用的原理、优点以及实际中变频调速在天车上的应用，并对变频调速取代转子串电阻调速的理论依据进行分析。
标签：变频调速；变频器；天车目前我国工业技术中许多细节还都不完善，天车上的交流接触器大多比较落后，应用效果难以令使用者满意。
随着科学技术的不断发展，变频器技术日渐成熟，变频器在各个工业领域的应用日渐广泛，变频技术给传统天车带来了革新的曙光，设备的更新换代已经势在必行。
二、变频调速简介（一）电机调速方法电动机有两种调速方法：无级调速，有级调速。
无级调速指的是电动机可以稳定平滑的调节自身转速，所以它又被称为连续调速，需要频繁改变自身转速的机器和随动系统对这种调速的要求非常高。
因此此种装备在工业中被广泛使用；有级调速通常只需要一个有级变阻箱或转换开关等设备来操纵，导致它的转速也只有有限的几级，所以有级调速也称为间断调速和分级调速，当调速需求不大时，采用有级调速就可以了。
过去，在调速性能要求较高的场合中，我们一般使用直流电动机，直流电动机具有节能、调速容易、转矩较大的优点。
但是直流电动机的缺点也很明显，它的制造费用昂贵，有碳刷和明显的火花，后期维修的费用也比较昂贵。
交流电动机与直流电动机相比，具有结构简单、造价低廉、维修方便等特点，随着现代变频技术的发展，尤其是矢量变频技术的运用，我们已经可以用变频电机模拟成直流电机了，所以变频电机取代传统直流电机已经是时代发展的必然趋势。
（二）变频调速基本原理变频调速具有自动诊断故障的功能，其反应速度迅捷，调速却相对平滑，有效增加了机械的使用寿命，是取代传统接触器及电阻箱的理想选择。
异步电动机的转速：n=60f（1-s）/p。
其中f为电源频率；S为转差率；p为电机极对数。
可以发现，通过调整电源频率f增加、减小分子大小可以改变转速n。
又，定子电压U为：U≈E1=4.44f W1mkw1∝f m其中E1为定子电势；w1为定子绕组每相串联匝数；m为气隙主磁通；kw1为定子绕组的绕组系数。
PLC可编程控制器在天车电气控制系统的应用技术分析
PLC可编程控制器在天车电气控制系统的应用技术分析作者：宁宗藩来源：《科技风》2020年第33期摘要：起重机设备在建筑领域具有广泛的应用，而在起重机众多机械设备的分类中，被称为“天车”的桥架型起重机则是应用范围最广、使用频率最高的起重机械之一，将天车的大、小车以及吊钩配合作业可基本实现工程项目所修各类基本功能。
文章主要探讨PLC可编程控制器在天车电气控制系统的应用价值，对编程控制器的配置以及程序的编写方面提出自己的见解，用以更好的完善天车电气控制系统。
期望文章能对相关专业人士的工程作业流程提供些许研究价值。
关键词：可编程控制器;PLC技术;天车电气控制系统近些年来，伴随着工业进程的不断发展，工程作业流程也在向着复杂化、精细化、智能化方向不断前进，对于生产工人的使用逐渐减少，取而代之的是，对于工业机械设备的使用越来越多。
同时，科技在给人类带来高效与便捷的同时，对于工业机械设备的工业化程度以及操作及维修人员的专业素质提出了新的要求，而天车作为其中的代表设备，亦是如此。
文章就利用PLC技术的可编程控制器对天车电气控制系统为切入点展开介绍，用以便捷化实现设备提升以及水平搬运货物运行路线的选择、运行速率大小等方面的应用。
一、桥架型起重机结构简述桥架型起重机即天车的主要由控制系统、桥架系统、构造系统三部分组成。
其中构造系统又可按其主要功能来划分，将其划分为大、小车两种类型以及吊钩和安全防护系统，桥架型起重机构造系统主要如下：（一）小车工作系统桥架型起重机的小车工作系统的主要作用为将吊钩做的水平方向位移用以微调吊物等其他物件的运行速率、轨迹等若干参数。
小车的结构主要由电动机、减速系统、传动系统以及联轴器组成，其在实际操作作业中起着不可或缺的重要作用[1]。
（二）大车工作系统桥架型起重机的大车工作系统的主要作用为驱动作用，使起重机沿着既定轨道做前进或后退动作。
其主要结构除同小车工作系统较为相似的电动机、传动系统、减速系统、联轴器以及制动系统等常规部件以外，还包含主动轮、从动轮等其特有部件结构。
浅析变频器在天车中的应用
浅析变频器在天车中的应用摘要：近年来交流变频调速技术的应用已经极为普遍，变频器的价格也大幅下降，新式的铝电解多功能天车大多已使用变频调速，对老式的铝电解多功能天车也将遂渐进行变频改造，替代传统的转子串电阻、调压、变极调速方式，采用普通变频电机替换原有的绕线电机、双绕组电机等特殊电机，可从根本上解决备件短缺的问题。
关键词：变频器；电解车；PLC；无级调速；科技水平的不断提高,铝行业设备也进入了自动化控制的领域。
交流变频器由于其转速可控、运行稳定、观察方便、故障可见和减少故障等特点,被应用到铝行业当中。
一、铝电解多功能天车调速系统的构成1.变频器的选择。
选择变频器主要从负载特性、环境温度、电机运行电流、防护等级等方面进行选择。
（1）容量的选择。
铝电解厂房在夏天时环境温度可高达50度以上，环境温度过高变频器会自动降载运行，同时铝电解多功能天车属于恒转矩负载，变频器拖动恒转矩性质的负载时，要求低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力，因此选择变频器时应采用重载设计，容量要放大一档或二档进行选择。
（2）工作环境。
变频器的工作环境温度大多要求不超过40℃，而铝电解厂房环境温度高，特别是夏季温度可达40℃～50℃，粉尘大、存在腐蚀性气体，而变频器又属于精密的电子产品，对环境温度比较敏感，如温度过高就会出现跳闸故障，严重影响天车的正常运行，因此解决好通风散热问题就显得尤为重要。
首先要选好安装位置，安装位置要避开多功能天车在电解槽的正上方的位置，那里由于电解槽高温烟气、粉尘上窜，温度相对较高、粉尘也较大；其次要做好变频柜的通风散热，可考虑以下两个措施：一是可安装空调，从以往的使用经验来看，由于空调也易受高温、腐蚀、粉尘的影响，空调的故障多，造成维护成本较高，因此，如采用这种措施，首先要确保空调的可靠性，同时成本的因素也要考虑，还要解决好空调维修的问题；二安装散热风机（风扇）：在装变频器的电气柜外安装进风口、出风口，进风口安装空气过滤装置，出风口安装抽风机将变频器产生的热量带出柜外，避免热量在柜内累积造成温度过高；同时要做好电气柜（柜门、电缆进出口等）的密封处理。
PLC在天车自动控制系统中的应用_1
PLC在天车自动控制系统中的应用一PLC的结构及特点PLC即可编程逻辑控制器，实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，由电源、中央处理单元、存储器、输入输出接口电、功能模块、通信模块路构成。
当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
它的特点有：系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化；使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。
另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件；能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
在现代工业控制中，PLC由于具有可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程方便，易于使用，控制系统设计、安装、调试、维修方便，维修工作量少等一系列的优点而得到了广泛的应用。
二在天车起升控制系统中的应用天车起升电气系统采用绕线式异步电动机，转子串电阻进行起动调速，电机功率较大时采用延时继电器、接触器等进行控制。
延时继电器的形式多为空气阻尼式，晶体管式等，由于工作环境较恶劣等因素，其故障率较高，造成的后果可能使电机工作无力或直接跨级切除电阻使电机启动电流过大损坏设备。
线路较复杂继电器接点多，发生故障后排除故障的时间较长，对于生产节奏较快的场合不免会影响正常的生产。
在检修过程中需要大量的时间在现场进行配线调试，维修者的劳动强度大。
PLC以其较高的无故障工作时间(平均无故障时间在数万小时以上)，外部连接线较少，有故障指示，体积小，以及调试方便等优点在各行各业控制中应用广泛。
所以可以用小型PLC来取代传统的继电器式控制。
PLC代替了大部分继电器接点和线路之后，使控制系统简单。
PLC的外部接线端有指示灯，有利于故障的判断处理。
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广东省技师职业资格评审论文PＬＣ、变频器在天车自动控制系统中的应用单位：广州市斗原钢铁有限公司姓名：徐勤学工种：维修电工时间：20０６.09．03变频器、PLＣ在天车自动控制系统中的应用广州斗原钢铁有限公司徐勤学摘要：针对天车正常使用和维护保养过程当中,出现的电能浪费、设备故障率高、电器元件损耗大的问题进行分析，并通过自控改进解决了问题。
关键词：天车大车小车PLC 变频器电动机前言天车也称桥式起重机，主要用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备,它是由大车、小车、减速机、电动机、控制系统等设备构成。
我们公司是以生产镀锌钢卷为业务的加工型企业，由于钢卷的重量大、形状特殊,因此搬运完全依赖于天车,它的运转情况直接影响到公司的正常生产，甚至涉及到工人的人身安全。
一、问题的出现因为生产需求,我司在仓库及车间各装配2台2５吨起重量的天车,在使用过程当中经常出现相同问题:(1）起动电流过大，对电网冲击大;（２)机械设备使用寿命过短，电机连轴器、钢绳等机械易磨损；(3）接触器、继电器等电器元件的触头、线圈经常烧坏；（４)电动机故障率高。
而维修天车属于高空作业,极不方便,而且天车故障很大程度上影响了生产进度。
基于上述原因，公司派我对天车故障全面检查，进行改进。
二、故障检查与分析经过详细的检查、试验以及分析,产生故障的原因有5个方面:（1) 拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大,而且电动机一直在额定转矩下工作，电能浪费严重。
(2) 天车升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲击也较大，机械设备使用寿命缩短,操作人员的安全系数较差,设备运行可靠性较低。
(3）天车每天需进行大量的搬运工作，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件---交流接触器并通过继电器来接入和断开电动机转子上串接的电阻,切换十分频繁,在电流比较大的状态下，容易烧坏触头、线圈。
同时因工作环境恶劣,转子回路串接的铜电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。
因而设备故障率比较高，维修工作量比较大。
同样小车、大车的运转也存在上述问题。
(４) 在天车起升的瞬间，升降电动机有时会受力不均匀,易过载，直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。
(5) 为适应天车的工况，操作人员经常性的反复操作,导致天车的电器元件和电动机始终处于大电流工作状态,降低了电器元件和电动机的使用寿命。
针对上述现有技术存在的不足,我决定采用先进的可编程控制技术（ＰＬC)和变频器技术,以程序控制取代继电器----接触器控制,交流电动机调速方式采用变频调速，进而实现天车的半自动化控制。
公司看了我的意见之后，在原材料充分的情况下，决定改进仓库入口的天车。
三、改进方案我认为首先应该改进的是交流电动机的调速方式,改进过程当中，我采取了变频器调节方案。
3.1拖动系统１、电动机选型A．大车与小车所用电动机这个方面要求不高,选用普通的笼型转子异步电动机即可,因此,原设备系统的电动机不需作改动；B.升降用电动机由于要求比较高，应选用变频专用的笼型转子异步电动机。
原设备系统采用的是绕线式异步电动机，出于经济方面的考虑，通过短接转子回路也能进行使用。
2、调速方法采用目前国际先进技术，具有矢量控制功能的变频调速系统。
变频后转速可以分档控制，改进中对主钩电动机我采用3段速度运行，从低到高逐步切换，这样,就有效的防止了电动机的全矩启动。
3、制动方式在改造过程当中，采用何种制动方式显得至关重要，既要准确制动实现自动控制,又要防止突发事件，因此我采用了再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。
这种结合方法具有如下两个优点:Ａ.首先，通过变频器调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大车、小车和起重机的速度迅速而准确地降到０(使它们停止) ；B.对于天车,常常会有重物在半空中停留一段时间（如重物在半空中平移）,而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的干扰，(如在平移过程中常易出现的瞬间断电）因此,利用电磁制动器进行机械制动仍然是必须的。
3.2变频调速系统的控制要点天车拖动系统的控制动作包括:大车的左、右行走及速度档位;小车的前、后行走及速度档位;起重机的升、降及速度档位等。
所有这些,都可以通过可编程序控制器(PLC）进行无触点控制。
天车控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制。
在电磁制动器抱住之前和松开之后的瞬间，极易发生重物由停止状态下滑的现象,称为溜钩。
防止溜钩的控制需要注意的关键问题是:1）电磁制动器在通电到断电（或从断电到通电）之间是需要时间的，经精确测试，大约0.6秒。
因此，变频器如过早地停止输出,将容易出现溜钩。
2）变频器必须避免在电磁制动器抱闸的情况下输出较高频率,以免发生“过流”而跳闸的误动作。
为此,我采取了如下控制方法:1．重物高空停止的控制过程A.设定一个“停止起始频率”5Hz,当变频器的工作频率下降到5Hz 时,变频器将输出一个“频率到达信号”,发出制动电磁铁断电指令；Ｂ.另外将５Ｈｚ的维持时间设定为０.8秒, 略大于制动电磁铁从开始释放到完全抱闸所需要的时间０．６秒；C．经过0.８秒之后，变频器将工作频率下降止0，此时,主钩电动机停止工作。
2. 重物升降的过程Ａ．设定一个“升降起始频率”5Ｈｚ,当变频器的工作频率上升到５Hz时,将暂停上升。
为了确保当制动电磁铁松开后，变频器已经能控制住重物的升降而不会溜钩，所以，在工作频率达到5Hz的同时,变频器将开始检测电流，并将检测电流所需要的时间设定为０．３秒;B．当变频器确认已经有足够大的输出电流时,将发出一个“松开指令”,使制动电磁铁开始通电；C. 此时,还需设定一个升降起始频率的维持时间,改造中,我将此时间设定为0.8秒,略大于制动电磁铁从通电到完全松开所需要的时间；D.变频器将工作频率上升至所需频率,现在,天车就可以开始起升重物了。
3. 变频器的零速全转矩功能和直流制动励磁功能因此选用的变频器必须具备有效的防止溜钩的一些独特的制动功能,如：A.零速全转矩功能变频器可以在速度为0的状态下，保持电动机有足够大的转矩。
这一功能保证了起重机有升降状态降为0时,电动机能够使重物在空中停止，直到电磁制动器将轴抱住为止，从而防止了溜钩的放生。
Ｂ．起动前的直流强励磁功能变频器可以在起动之前自动进行直流强励磁。
使电动机有足够大的转矩,维持重物在空中的停住状态，以保证电磁制动器在释放过程中不会溜钩。
４.变频调速控制系统的介绍A.大、小车运行机构大车为双梁结构,分别由两台7.5KＷ电动机拖动,用一台较大的变频器（20KW）供电；Ｂ.小车由单台2.2ＫＷ电动机拖动,并且由单独的变频器（３.７ＫW)供电。
C.起重机升降机构起重机升降由一台电动机(4５KＷ)驱动,所以应选用一台较大的变频器(50KW)。
Ｄ．制动单元和制动电阻本系统对于重物下降时电动机再生的电能，采取由变频器外接的制动单元和制动电阻消耗掉的方式。
针对天车的起重机升降机构起、降制动频繁，要求制动的转矩较大，以及下降时制动状态的持续时间较长等特点,因此：原制动系统不需作改变。
Ｅ．变频器选择:在改造过程中,我选用了三菱系列ＦR-A54０变频器。
采用变频器驱动异步电动机调速，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器,或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值）来选择变频器，通常令变频器的额定电流≥（1．05～１．10）电动机的额定电流或电动机实际运行中的最大电流。
I1nv≥（１．0５~1．10)Ｉn或(1.05~1.10)Imax式中I1ｎv-－变频器额定输出电流（A);Iｎ--电动机的额定电流(Ａ)；Imaｘ--电动机实际最大电流（Ａ）。
对于起重机升降电动机（4５KW）,考虑到功能性负载，工作时总是重载起动、制动。
而且要求尽可能地快速起动、制动。
变频器的容量是按上式计算得到的。
根据实际情况，经过与同类变频器的性能与价格及售后服务等方面的综合考虑,变频器选用三菱公司高性能矢量控制变频器。
三菱ＦR-A５40变频器采用目前国际先进的磁通矢量控制方式(无速度传感器调节范围1：1２0，有速度传感器１：10０0)，通过对电机励磁电流和转矩电流进行解耦控制，实现转矩的快速响应和准确控制，能以很高的精度进行宽范围的调速运行。
另外FR-A5４0具多速控制功能,操作更方便。
5.变频器参数设定:主钩变频器多段速度设定:将Pr4设定为50Hｚ,Pr５设定为20Ｈz,Pr６设定为５Ｈｚ（Pｒ4.Ｐr5.Pr6为变频器高.中.低速设定)，Pr79设定为3（外部控制模式）。
6.可编程序控制器(PＬC）选择：此方案,我选用了三菱ＦX2Ｎ系列的PLC,PＬC 按控制程序、输入控制信号来完成起重机各种工况的协调,并决定起重机的各种工作状态。
系统软件设计采用PLC梯形图语言来编程完成，用ＰＬC控制工作可靠，扫描速度快，控制非常灵活。
7.控制电路：在控制电路方面，我采取如下方式：打开控制手柄开关，主接触器得电,被控设备包括PLC及所有三个变频器，这时按下控制手柄启动键,ＰLC运行,天车投入工作,按下控制手柄停止键，PLC断电，天车停止运行,在天车控制方面,实行点动控制,主钩电动机和电磁铁线圈互锁。
控制手柄与PＬC接线图PLC与变频器接线图服四、效果针对原控制系统中的不足，经过改造后的变频调速控制系统具有以下几个优点：1.变频器调速控制系统的保护功能强使用变频器控制电机的运行，可以进行电机的软启动，而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速;对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时准确的检测而自动采取应变措施保护电机;2.工作可靠性显著提高，主要有以下几个方面:Ａ．电磁铁的寿命可大大延长原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的，采用变频调速后,可以在基本停住的状态下进行抱闸，闸皮的磨损情况大为改善；B．控制系统的故障率大为下降原系统是由于十分复杂的接触器、继电器系统进行控制的，故障率较高。
采用了变频调速控制系统后,控制系统大大简化,可靠性大为提高;C.停电减速功能可以在意外停电时使天车减速停止,消除了突然停车所带来的隐患。
3.节能效果十分可观绕线转子异步电动机在低速运行时，转子回路的外接电阻内消耗大量的电能。
采用变频调速系统后，非但外接电阻内消耗的大量电能可以完全节约,并且在起重机放下重物时，还可将重物释放的位能反馈给电源。
这样，每小时节省的电费相当可观。
４．调速质量明显提高采用了变频调速系统后，调速平稳，能够长时间低速运行,具有很高的定位精度和运行效率。
５.可简化传动链由于可以进行无级调速,从而在机械上省去了非标--设计的减速箱,使传动链结构简单，设计标准化。
五、结束语通过对本公司天车控制系统的改造,解决了其设计中存在的安全隐患，为企业的正常生产提供了有力保障,获得了明显的经济效益。