PLC在桥式起重机控制系统中的应用
PLC和变频器在桥式起重机上的应用
１ 桥 式起 重机 拖动 系统 １ １ 桥 式起重 机 的运 行机 构 ． 求。
２ Ｌ 、 Ｐ Ｃ 变频器的 系统应用
作 为控 制装 置进 行无 触点 控制 。从 而 改 善 了调 速 性 能 ， 加 了 系 ２ １ 系统 配置 增 ． １变频 器 。桥式 起重 机 的平 移机 构对 拖动 系统 的 性能要 求 不 ） 高 ， 了节 省成 本 。 用 Ｖ Ｆ控 制 方 式 的通 用 变 频 器 即 可 满 足要 为 选 ／ 起升 机构 要求 有较 高 的起动 转 矩 和 调 速性 能 ， 用 带速 度 反 采
关 键 词 ： Ｌ 变 频器 ； 式 起 重 机 ＰＣ 桥 中 图分 类 号 ： Ｎ２ １ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８２ ９ （０ ７０ ．０ ００ １ ０．０ ３ ２ ０ ）３０ １．２
桥式起 重机 俗 称行 车 ， 工 矿企业 应 用非 常广 泛 的起 重机 械 。 定 转 矩 ， 物 停在 空 中）但 是 若 重物 停 在 空 中 时 出现 电源 瞬 间 是 使重 ， 传 统 的桥 式起 重机 为 了提 高起 动 转 矩 ， 用绕 线 式 异 步 电动 机 拖 停 电等 情 况 ， 有重 物 下滑 的危 险 。因此 ， 机轴 上必 须 加 装 采 就会 电动 动 ， 鼓形 凸 轮控 制器 的操作 来改 变其 转 子 所 串 电阻 调 速 。随 制 动器 。常用 的有 电磁铁 制动 器 和液 压 电磁制 动器 等 。 通过 着 新技 术和 控制 设备 的发展 ， 在 人 们普 遍 采 用 变 频器 作 为 变频 现 调 速 电源 ， 笼形 异步 电动 机取 代原 来 的绕 线异 步 电动机 。 Ｐ Ｃ 用 用 Ｌ 统 的可 靠性 。本 文通 过 一个 实 例 分 析 变 频 器 和 Ｐ Ｃ在 系统 中 的 Ｌ
PLC与变频器在桥式起重机电气改造中的应用
关 键 词 ： 式起 重机 桥 Ｐ Ｃ Ｐ ｗｅｌｅ Ｌ ｏ ｒｌｘ变 频 器 Ｚ
随 着 工 业 自动 化 的 发 展 ， Ｌ Ｐ Ｃ、 变 频 器 在 设 备 改 造 中
我 们 首 先 对 担 负 分 配 球 化 铁 水 及 检 修 工 作 的 １／ ． ６３２
由于 桥式 起 重机 在 铸 造 厂 房 内 ，其 工 作 环 境 相 当 恶 劣， 而且 重载 下频 繁起 动 、 动 、 转 、 速等操 作 ， 要 求 制 反 变 还 有一 定 的调 速范 围 ， 以传 统 的继 电控制 和 串电 阻调 速 已 所
呈现 出诸多 缺点 ， 这类 设 备 的系统 改 造 已十分 必 要 。 对 １ 电 气 系 统 的 基 本 情 况 该 车 间 的 桥 式 起 重 机 主 要 作 用 如 下 ：将 铁 水 分 配 至 ｌｔ 炉 内 ， 间 添 加 废 钢 、 金 进 行 调 质 、 温 ； 内 铁 水 Ｏ电 其 合 调 炉 温 度 达 到 出 铁 要 求 后 ， 重 机 将 球 化 铁 水 分 配 至 离 心 机 进 起
（ ）Ｌ １ Ｐ Ｃ具 有 闭 锁 启 动功 能 ，司机 在 启 动设 备 前 必须 把 主 令控 制 器 全部 切 至 零 位 、 出 门的 门 限开 关 到 位 ， 进 才
能 接 通 主 电 源 。操 作 主 令 开 关 上 有 设 备 状 态 指 示 屏 ， 示 显
设备 的 当前 状 态 及各 种 故 障信 息 。 （ ） 、 钩有 钢 丝 绳 提 升 限 位 、 锤 限位 、 ２主 副 重 超重 限位 保护 ， 大车 、 车 有 行 程 开 关 保 护 ， 个 设 备 的保 护 动 作 小 各
西门子S7-300PLC与S120变频器在桥式起重机中的应用
使用 的西 门子 Ｓ —０ Ｌ （Ｐ ３ ５ ２ Ｐ ７ ３ ０Ｐ Ｃ Ｃ ｕ １— Ｄ ）硬件本 身 已经具有 机进行识 别 ， 由于我 们现场 的主钩 升 降电机 已经连接 了联轴 器、 减速 机等 负载 ， 因此 我们选择对 电机 进行静态识别 。这 时 ， Ｐｏ ｂ ＳＤ ｒｆ Ｕ— Ｐ接 口， ｉ 因此不需独立增购 ； 门子 Ｓ ２ 西 １０变频器也必 １１ １， 须采 购具有 Ｐ ｆ ｕ— Ｐ接 口的控制单 元 ，这 样硬件 上才 具备 我们 需要将 变频器 功率 单元 的参数 Ｐ ９ ０的值 设为“ ” 然后 ｏ ｂ ｓＤ ｉ
１ 桥 式 起 重 机 的 电控 介 绍
桥 式 起 重 机 电 气 系 统 由 主钩 升 降 、 钩 升 降 、 车 运 行 、 副 大 小 车 运 行 ４个 部 分 组 成 。其 中 主 钩 升 降 由 １台 １２ Ｗ 的 起 重 专 ３ ｋ
报文基 础上增加若 干个 Ｐ Ｄ字 ， 传 送需要 的信息 ， 展成 自 Ｚ 来 扩 由报 文 ［９ ］ ９９ 。
Ｉ Ｔ Ｏ Ｃ ＵＴ软 件 里 包 含 有 Ｓ Ａ Ｔ Ｒ 软 件 的 功 能 。变 Ｔ Ｒ Ｅ 有 发 生 ， 大 降低 了 生 产 效 率 。 想 从 根 本 上 解 决 以上 问题 ， 大 要 只 ＳＭＯ Ｉ Ｎ Ｓ Ｏ 频 器 组 态 前 ， 先 恢 复 出厂 值 ， 后 进 行 Ａ ｔ ｏ ｆ ｕａｉｎ 然 首 然 ｕｏｃｎ ｇ ｒ ｏ ， ｉ ｔ 有彻底 改变传统 的控 制方式 。随着 科技的不 断进 步发展 电 Ｓ — ０Ｐ Ｃ与 Ｓ ２ 频 器 在 桥 式 起 重 机 的 应 用 和 调 试 ，并 给 的固定报 文形式不 能满足 生产需求 ， ７３０Ｌ １０变 流 等数据 ， 时可 以选择 接近 需 求的固定报 文 ， 这 然后 在现有 的 出 了 Ｓ － ０ Ｐ Ｃ 的 调试 程 序 。 ７３０Ｌ
三菱PLC和变频器在桥式起重机中的应用
三菱PLC和变频器在桥式起重机中的应用作者：徐勇军来源：《职业·中旬》2011年第12期随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大，桥式起重机在现代化生产过程中的应用越来越广泛，作用愈来愈大。
但由于目前大多数桥式起重机自动化水平不高且功能单一，不能很好地适应企业生产的需求，影响企业的经济效益。
某企业购买一台5吨吊钩（单钩）桥式起重机，专供检修机械时作起吊之用，解决了检修机械起吊难等问题。
后来因企业重组，决定将该检修车间改为搬运货物车间。
该起重机能完全满足检修机械和搬运小批量产品的需求，但对于大批量的货物等产品的搬运，特别是搬运距离大时，就难以适应生产的需求，影响公司的生产效率。
针对上述问题，公司决定对该车间的桥式起重机在原有点动的基础上进行技术改造。
根据工厂的生产要求，经笔者反复思考，决定应用三菱PLC和变频器对桥式起重机进行改造。
一、技术改进的必要性由于生产的需要，要求将大批量的货物由前方或前方的左、中、右搬运至后方，待后方货车装满后，货车离开后方，将货物运走。
采用点动控制存在以下缺点：第一，每次搬运时，操作员必须来回跟踪操纵其运动方向，对于操作员而言劳动强度大、生产效率低，距离远时这一问题更为突出。
第二，需要计数时必须人工计数，且易出错；计数（装满）完后，需人工叫喊提示。
第三，行车起吊货物水平移动时，由于惯性作用，停车精度低，货物容易晃动。
第四，空载返程时移动速度慢，等待时间长，影响生产效率。
二、改造思路及硬件改造措施现根据公司生产实际，完善点动控制所存在的不足，如图1所示。
一是为实现纵向前后循环，在大车前方加装SQ6、SQ5行程开关，在大车后方加装SQ7、SQ4行程开关，其中利用SQ5、SQ7控制起重机大车在前后方回来循环运行，而SQ6、SQ4分别为大车前、后越位行程开关，起安全保护作用。
二是为实现在前方横向能左边或中间或右边吊货，在小车导轨的左方加装SQ12、SQ1行程开关，在小车导轨右方加装SQ2、SQ13行程开关，在小车导轨中间加装SQ11行程开关，其中利用SQ1、SQ2控制小车左右停靠位置，SQ12、SQ13起越位保护作用，SQ11为小车中间定位。
PLC在桥式起重机(天车)中的应用
畢業設計學校：烏海職業技術學院班級：07機電一體化一班學號：2007810457姓名：指導老師：目錄前言 (4)第一章PLC在橋式起重機（天車）中應用的前景1.1 PLC發展前景 (7)1.2 PLC控制橋式起重機(天車)改造的優缺點 (8)第二章20/5t橋式起重機常用電器2.1 常用低壓電器設備的選擇 (10)2.2 刀開關和組合開關 (11)2.3 熔斷器 (11)2.4 低壓斷路器 (12)2.5 按鈕 (12)2.6接觸器 (13)2.7 熱繼電器 (13)第三章20/5t橋式起重機參數，組成3.1 20/5t橋式起重機基本參數 (14)3.2 20/5t橋式起重機變頻調速系統電動機容量選用 (18)3.3 電阻器和頻敏變阻器 (20)3.4 制動裝置選用 (21)3.6 20/5t橋式起重機的起重小車 (22)第四章20/5t橋式起重機機械設備4.1 20/5t橋式起重機橋架及運行機構 (25)4.2 20/5t橋式起重機的車輪選擇 (26)4.3 20/5t橋式起重機的抓鬥 (27)4.5 20/5t橋式起重機的鋼絲選擇 (27)第五章凸輪控制器，變頻器5.1 凸輪控制器 (29)5.2 變頻器 (30)第六章PLC的選型,控制梯形圖6.1 PLC選型 (32)6.2 PLC I/O點分配控制程式及梯形圖 (33)第七章20/5t橋式起重機電氣控制線路7.1 20/5t橋式起重機工作原理 (38)7.220/5t橋式起重機主令控制器通斷表 (39)7.3 2 0/5t橋式起重機電氣控制裝置的安裝要點 (40)第八章起重機數位化控制系統的簡述結束語 (42)參考文獻 (42)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。
PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用
０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ ０ Ｏ ０
一
ＰＣ １ Ｏ ． Ｌ ． ２４ Ｐ Ｖ Ｅ Ｉ １ Ｗ２ Ｐ Ｅ Ｉ １ Ｑ． ２６ Ｆ Ⅺ Ｇ一 Ｐ Ｅ Ｉ １ ０２５ ０ Ｆ Ｐ Ｂ Ｐ ｃ １ ＧＢ — Ｊ Ｌ 一 １． ０５ Ｆ Ｃ — Ｊ Ｐ ＿ １ 、 Ｚ Ｂ ０ Ｅ Ｉ Ｉ ０３ ｆ Ｚ Ｂ Ｐ 一 １． 啪 —Ｊ Ｅ Ｉ １ ０３ Ｘ — ０Ｕ Ｃ Ｈ Ｐ￡． Ｉ １ ０． ３５ Ｘ —Ｉ Ｃ Ｐ Ｐ Ｖ Ｅ Ｉ １ Ｗ４ ＸＣ Ｑ －Ｉ ＰＣ １ Ｑ ． Ｌ 一 ３４ ＸＣ－ Ｘ Ｓ Ｐ Ｅ Ｉ １ Ｖ Ｗ６ ＸＣ一 １ １ Ｐ Ｅ Ｉ Ｉ Ｑ ． ３６ Ｘ Ｂ ＿ Ｊ Ｐ ｊ Ｑ ． Ｃ ＰＢ Ｉ Ｃ Ｏ６ ＸＣＧ ＢＪ Ｚ－ Ｐ Ｅ ｌ Ｉ Ｉ． １ ３ Ｚ—Ｉ Ｇ Ｐ Ｐ — Ｖ Ｅ Ｉ Ｉ Ｗ８ Ｚ —Ｓ Ｇ Ｓ Ｐ ＩＥ １ Ｑ． ２１ Ｚ 一Ｘ ０Ｓ Ｐ 一 Ｖ Ｏ Ｅ Ｉ １ Ｗ１ ＺＣ— １ １ Ｐ ＬＣ １ Ｑ ２２
《 装备制造技术）０ ２ ２ １ 年第 ５ 期
Ｐ Ｃ控 制变频器技术在桥 式起重机 改造 中的应用 Ｌ
孙 立 坤
（ 大连职业技术学院 ， 辽宁 大连 １６ ３ ） １０ ７
摘 要： 本文探讨 了变频调 速技 术在通 用桥 式起 重机 中的应 用 ， 且根 据原有的控制 结构 ， 并 结合组 态软件 和 Ｐ Ｃ、 Ｌ 变频
有利于提高整流二极管使用寿命 。电 桥式起重机在各行业有着广泛的应用， 其作用主 输入电流峰值 ， 要用来实现物体 的升降和转运， 其能否正常工作直接 源输入端采用断路器作为变频器 的短路保护 。 桥式起重机变频调速系统主要由上位机（ 工业触 影响到企业生产效率的提高 。传统的起重机驱 动一 摸屏系统）Ｔ｛ Ｌ Ｌ 、 ￣ （ Ｃ控制 系统）变频调速系统组 Ｐ 、 般 使 用 线 绕 式 异 步 电动 机 及 鼠笼 式 异 步 电 动 机 ， 采 所示 。 用改变极对数 、 转子串电阻等方法 ， 具有起动时冲击 成。桥式起重机变频调速 系统结构 图如图 １ 电流大 、 设备冲击严重 、 噪声大 的缺点 ， 影响设 备使
桥式起重机的PLC控课件
限护装置是用于防止 因操作不当而引发的事故的重要设备。
VS
详细描述
限位保护装置包括上升限位、下降限位和 运行限位等，能够分别在起重机上升、下 降和运行到特定位置时，自动切断电源， 从而防止因操作不当而引发的事故。
防风装置
总结词
桥式起重机的防风装置是用于防止大 风天气下起重机被风吹翻的重要设备。
起重机的动作。
数字量输入模块
接收来自开关量输入信号，如 按钮、限位开关等。
数字量输出模块
将中央处理单元发出的数字信 号转换为开关量输出，用于控 制接触器、继电器等执行器。
中央处理单元
CPU
PLC控制系统的核心，负责数据 处理和控制输出。
存储器
用于存储程序、数据和系统信息。
电源模块
为PLC控制系统提供稳定的直流电源。
1
定期更换磨损严重的钢丝绳， 以确保安全可靠。
检查电气设备接线是否牢固， 避免因松动导致安全隐患。
对起重机结构进行全面检查， 确保无疲劳裂纹等安全隐患。
特殊环境的维护与保养
在潮湿、高温、粉尘等恶劣环境下使用起重机 时，应加强检查和维护。
在寒冷环境下使用时，应注意保温，避免因温 度变化导致结构损伤。
程序调试与优化
通过模拟实验和现场调试，对程序进 行调试和优化，提高控制精度和稳定 性。
01
02
硬件配置
根据桥式起重机的硬件配置，选择合 适的PLC型号和I/O模块，确定输入输 出信号的数量和类型。
03
控制算法设计
根据桥式起重机的控制要求，设计合 适的控制算法，如PID、PWM等，实 现速度、位置等控制量的调节。
优化程序
根据实际运行情况和用户反馈， 对程序进行优化和改进，提高控
PLC与变频调速在桥式起重机改造中的应用
理方 面 ， 断 积 累经 验 ， 断 改造 ， 动 了桥式 起 重机 杂 、故 障率高 ，而且接触器频繁的切换容易拉弧烧 不 不 推
的技术进步。但是当前大多数企业安装使用的大量 损触头， 甚至产生接触器粘连， 无法控制造成事故 ；
中小 吨位及少量大吨位 的 ＱＤ型双梁通用桥式起重 凸轮控制器控制大小车的行走， 主副钩的提升 、下降 （ 绕线型转子 串电阻的调速机械特性软， ２ ） 调速 （ 串电阻调速是一种有级调速方式， ３ ） 通过接触 机的电控系统， 都是采用传统的继电 一接触器及主令 性 能差 ； 及调速。起重机工作在断续状态。 由于其工作的性 器的分合完成对转子串联电阻的切换， 从而调整 电机 在进行电阻切换时会对电网及天车的机械部 质决定 了其 电控系统操作频繁， 通断次数高， 负荷 的 的转速， 随机性， 时重时轻 ， 因种种原 因而超载， 经常 特别是在 分带来不可避免的冲击；
工作环境差 、工作任务重时， 电动机以及所串联 电阻
（ 主回路 中采用正反转接触器实现 电机换 向， ４ ）
烧损和断裂事故时有发生。因此其整个系统的故 障 实际操作中操作者为了调整桥式起重机的工作状态， 率为单个部件的几十至几百倍， 而且常因控制器或因 频繁采用反接制动（ 俗称打反车） ， 切换电流大， 接触器 庞大 的继 电 一接触器故障 、损坏而使起重机无法正 和电机工作状态恶劣， 设备检修维护费用非常高； 常运行 ， 造成重大 的安全事故 隐患 。另外 ， 限位保 其
２２ 控 制 系统 的原 理 ．
目Hale Waihona Puke 出起停 、调速等指令信号， 变频器将根据控制指令按 照控制要求调节变频器的输 出相序和频率来控制驱 动电机 的方 向和转速， 取代原来 的传统绕线型转子串 电阻调速驱动系统 。在控制过程 中 Ｐ Ｃ是整个系统 Ｌ 的核心。本文所论述为三菱 Ｐ Ｃ Ｌ 。在配件的采购上， 三菱 Ｐ Ｃ其 ｆ价比及服务 比较完善， Ｌ 生 在桥式起重机主 钩 电控系统中可选 ４ 点， ２ 点输入 ２ ８ 即 ４ ４点输 出的
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。
PLC控制的变频调速在桥式起重机拖动系统中的应用
桥式起重机 大车 、 小车 、 钩 、 钩 电动 机工 作 副 主 由各 自的 Ｐ Ｃ控制 。大车 、 Ｌ 小车 、 副钩 、 钩 电动机 主
＿—５ ／— Ｙ ， ‘ ５Ｘ ４ ６毪 一 ２
反１
—
都运行在电动状态， 控制过程基本相似 ， 变频器与
Ｐ Ｃ之 间控制关系 在硬件组成 以及软件 的实现基 本 Ｌ 相同， 而主钩 电动机 运行状态有 电动 、 倒拉 反接 或再 生 制动状态 ， 器与 Ｐ Ｃ之 间控 制关 系在 硬件 组 变频 Ｌ 成 以及软件 的实现 稍有 区别 。控 制小车 电动机 的变
８ ４
维普资讯
杨
英 ：Ｐ Ｃ控 制 的 变频 调速 在桥 式起 重机 拖 动 系统 中的应 用 Ｌ
—
的动 能要反 馈 到变频 器 直流 电路 中 ， 使直 流 电压不
断上升 ， 甚至达 到危险 的地 步 。因此 ， 须将再 生 到 必
Ｘ０
—
Ｖｏ ． ＮＯ． １９ ２
Ｊ ｎ．２ ０ ０ ７ ｕ
Ｐ Ｃ控制 的变频 调速 Ｌ 在 桥 式起 重机拖 动 系统中 的应用
杨 英
（ 海城 市职业技 术 学院 工业 电气 化教研 室 ，广 东 珠 海 ５９ １ ） 珠 １０５
摘
要 ：介 绍 了一 种 Ｐ Ｃ控 制的 变频 调 速技 术 在 桥 式起 重 机拖 动 系统 中的应 用 ，详 细分 Ｌ
动机 以及所 串电阻烧损和断裂故障时有发生。
２ 继 电 一接 触 器控 制 系统 可 靠 性 差 ， 作 复 ） 操 杂， 故障率 高 。 ３ 转子 串 电阻调 速 ， 械特 性 软 ， 载变 化 时 ） 机 负 转 速 也 变化 ， 速 不 理 想 。所 串 电 阻 ， 期 发 热 ， 调 长 电能浪 费大 ， 效率 低 。要 从 根 本 上解 决 这 些 问题 ， 只有彻 底改 变传统 的控 制方 式 。
PLC和变频器在桥式起重机的运用
右移动（ 以司机 的坐向为参考 ）小车拖动系统 ： ； 拖动吊
钩及 重 物 沿桥 架 前后 移 动 ； 吊钩拖 动 系统 ： 动 重物 做 拖 吊起 或 放 下 的上 下 运 动 ， 为 主 钩 和 副 钩 。 分
１ ． ２控制要求
起 升机 构 要 求起 动 转 矩大 、 动运 行 平 稳 ， 起 能 够 实 现 正 反 转 运 行 且 要 有 超 限 、 位 、 流 等 多 种 限 限 保护 。
变 频 节 能 及 软 起 动 系 统
Ｐ Ｃ和 变频器在桥 式起重机 的运用 Ｌ
潘 美君 ， 红 梅 朱
（ 河 水 电鑫 业 分公 司 ， 海 湟 中 ８ １ ０ ） 黄 青 １６ ０
摘
要 ： 式 起 重 机 采用 变 频 器 作 为拖 动 系 统 和 电动 机 的 变频 调 速 电源 ， Ｐ Ｃ作 为拖 动 系 统 的控 制器 件 ， 桥 ） Ｌ ￣
止 了溜 钩 。 Ｐ Ｃ 用西 门子ｓ —０ 系列的Ｃ Ｕ３ ５２ 。 Ｌ选 ７３ ０ Ｐ １ －ＤＰ
性。 通过一些具 体事例说 明Ｐ Ｃ和变频器在系统 中的 Ｌ
具 体 运用 。
１系统组成、特点和控 制要求
１１系统组成 ．
大 车 拖 动 系 统 ： 动 整 台起 重机 顺 着 车 间 方 向左 拖
报警电路 ） 的通 断 。
过程 需 要 大约 ０６ ， 电动 机转 矩 的产 生 或 消 失 ， 在 ．ｓ 而 是
通 电或断电瞬间就立 刻反映的， 易 出 现 问题 。 电动 机 已通 电， 制动 如 而
器 尚未松 开， 将导致 电动机容易过载， 反之， 电动机 已
断 电 ， 制 动 器 尚未 抱 紧 ， 重 物 必 将 下 滑 ， 出现 溜 而 则 即 作者简介： 潘美君（９９） １７一从事工厂 电气维修检修工作 ，
基于PLC控制的变频调速在桥式起重机的应用
差 ，故 障率 高 ，电能浪 费大，效率低等缺 点 已无法 满足社会 的需求，因此本设计将 针对 以上 问题对桥式起重机控制系统进行改进。 而基 于Ｐ Ｌ Ｃ 的桥 式起重 机系统 的控制 就 是一 种 由Ｐ Ｌ Ｃ 控 制的桥 式起 重机系 统 ，利用 变频器 的变频调速对 桥式起重机进行 编程、 调 试 ， 可 以解 决 传 统 桥 式 起 重 机 控 制 系 统 存 在 诸 多 的 问 题 ，变 频 调 速 以其 可 靠 性 好 ， 高 品质 的 调 速 性 能 、节 能 效 益 显 著 的特 性 在 起
目针 对 桥式 起 重机 控制 系 统 中存在 的上述 问题 ，把 可 编 程 序 控 制 器 和 变 频 器 应 用 于 桥 式 起 重 机 控 制 系 统 上 ，并 进 行 了 较 深 入 的研 究 ，控制 系统主要采用桥 式起重机变频调速 技 术 后 具 有 节 能 、 减 少 机 械 磨 损 ，启 动 性 能 好等诸多优点。 ２ ． 桥 式 起 重机 简介 桥 式起 重机 是 桥架 在 高架 轨 道上 运行 的 ，一 种 桥 架 型 起 重 机 ， 又 称 天 车 。桥 式 起 重 机 的桥 架 沿 辅 设 在 两 侧 高 架 上 的 轨 道 纵 向 运 行 ，起 重 小 车 沿 辅 设 在 桥 架 上 的 轨 道 横 向 运 行 ，构 成 一 矩 形 的 工作 范 围 ，就 可 以充 分
PLC变频调速在桥式起重机中的应用
Ｐ Ｃ 变频调速在桥 式起 重机 中的应用 Ｌ
王 军伟
（ 太原 重 工股 份 有 限公 司 起 重 机 分 公 司 ， 山西 太 原 ００２） ３ ０ ４
摘要： 将可编程控制器（ Ｌ ） Ｐ Ｃ 应用到桥式起重机的变频调速 中， 实现 了起 重机 电机 的变频调 速， 并基于 Ｐ Ｃ的 Ｌ
图 １ Ｐ ＬＣ 控 制 系 统 结 进 行数字 运算操 作 的 电子 系统 ， 广泛应 被 用于 自动控 制系统 ，控制 机械 的运行 状 态 。它 结构 的 中枢 部分是 一个可 编程 的存储 器 ， 户将 逻辑运 算 、 用 控 制流 程 、定 时 、数 字输 入 、模 拟输 入等 程序指 令编 写 好并 储存 到存储器 中， 过ＩＯ设 备或 接 口输 出 ， 而 通 ／ 进 控制 各种机 械设 备 的运 行 和生产 。 Ｉ Ｐ Ｃ有丰 富的 编程 元件 ，编 程使用 梯形 图 ，比较简 单易掌 握 ，且 可 以实 现 复杂 的控制功 能 。它用软 件代 替继 电器 ，减 少 了触 点 接触 ，提高 了系统 的可靠 性 和稳定性 。 Ｐ Ｉ Ｃ主要包括 Ｃ Ｕ、输人模 块 、 出模 块和 编程 Ｐ 输 装 置几个 部分 ，ＩＯ模块 可 多可少 ，最 大数 量 由 Ｃ Ｕ ／ Ｐ 的容量决 定 。Ｃ Ｕ 模 块 主要 由微 处 理 器 和储 存 器 组 Ｐ
中图 分 类 号 ：ＴＰ ７ ＴＨ２ ５ ２ ３： １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
０ 引 言
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 ， 电控 系统 操作 频繁 ， 断次 数高 ， 通 经 常 由于运输 物品 的质量 变化 ， 使机 械受 重变 化大 、 致 冲 击 频 繁 。 年来 ，可编 程控制 器 Ｐ Ｃ被 广泛应 用到桥 近 Ｌ 式起 重机 中 ， 实现平 滑无 级调 速来解 决 电气控 制 问题 。 谭 晓东 等 用 Ｐ Ｉ Ｃ作 为 ＮＳ ２ １型 伸缩 臂 式 铁 路 救援 １５ 起 重 机 控 制 系统 的核 心 控 制 装 置 ，取 得 了 良好 的 效 果 ［ 。 秀忠 用 Ｐ １李 ］ Ｉ Ｃ改造 了门座 式起重 机 的继 电器控 制 电路 ，提 高了设 备利用 率［ 。朱学军 利用 Ｐ Ｃ的通 ２ ］ Ｌ 讯 功能进行 电气 并车 控制 ，为并 车 吊运精度 及安 全可 靠 性研究 提供 了借鉴 口 。 ］ 本文将 可 编程控 制器 Ｐ Ｉ Ｃ应 用 到桥式 起重 机的变 频调 速 中 ，实现 了起重 机 电机速 度 的可调 ， 基 于 Ｐ 的软件 编程 实现 了通讯 和 Ｐ Ｄ 并 Ｉ Ｃ Ｉ
PLC在桥式起重机控制回路中的应用
＜ ； １ ｛ ｛ ｛ 』 ［ ９ ４ ｌ Ｔ ＿ Ｉ ｒ — ｆ Ｌ
一 一
ｎ 变 藏器
繁烧损 。 １ Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统的特 点
２ ． ２起 重机 的控制 过程 大车 、 小车 、 副提升 电机 功率 较小采 用 Ｐ Ｌ Ｃ输 出控制 接触器 运行 ， 主提升 电动机 因功 率较 大 （ 两台 １ ３ ２ Ｋ Ｗ 电动机 ） 采用 Ａ Ｃ Ｃ Ｓ Ｏ ０ 变 频器
科技创新与应用 Ｉ ２ ０ １ ４ 年 第１ 期
工 业 技 术
Ｐ Ｌ Ｃ在桥 式起重机控制 回路 中的应用
郭会 创
（ 陕西略 阳钢铁 有限责任 公司 ， 陕西 略 阳 ７ ２ ４ ３ ０ １ ）
摘 要： 本 文 阐述 了可 编程 控 制 器 （ Ｐ Ｌ Ｃ） 的特 点 、 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系统 与传 统 继 电 器控 制 系统 的 区 别 ， 以及 Ｐ Ｌ Ｃ和 变 频 器在 它应用面广 、 功能强大 、 使用方便， 是工业 自 动化的主要控制设备之一 ， 在工业生产的所有领域得到了广泛的使用。 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统与传统继电器控制系统相比， 具有以下牦 ： ｌ ＿ １可靠性高 ， 抗干扰能力强： 传统的继电器控制系统中使用了大 量 中间继 电器 、 时间继 电器 。由于线路复杂 ， 接 点接触不 良 等 原 因， 容易 出现故障。 Ｐ Ｌ Ｃ用软件代替中间继电器和时间继电器， 仅与输入和输出 有关的少量硬件元件连接， 使得接线简单， 大大减少了因接点接触不 良 造成 的故 障。 １ ． ２系统 的设计 、 安装 、 调 试工作 量小 ： Ｐ Ｌ Ｃ用软件 功能取 代 了继 电 器控制系统中大量的中间继电器 、 时间继电器 、 计数器等元器件 ， 使系 统的设计、 安装和接线工作量大大减少。 １ ． ３维护工作量小， 维修方便 ： Ｐ Ｌ Ｃ的故障率很低， 并且有完善的故 图２ １ ０ ０ ／ ３ ２ ｔ 桥 式起 重机主提 升 的 接 线 图 障诊断功能。 在 紧急 状态 下 ， 可按 下急停 按钮 ， 一方 面机 械制 动器 动作 ， 另 一方 １ Ａ体积小 ，能耗低： Ｐ Ｌ Ｃ系统与继电器控制系统相 比减少了大量 面 ， 将 变频器 电源断 开 ， 变频器 停止工 作 。当主提升 电动机 因故 障跳 闸 的中间继电器 、 时间继电器和计数器等元器件 ， 使控制柜体积缩小 ， 配 时， 在故障排除后 ， 可按下复位按钮 ， 接通变频器复位控制端 Ｒ Ｓ Ｔ ， 使变 线 简单 ， 用量 小 ， 因此可 以降低能耗 ， 节省大 量的费用 。 频器 恢复到运 行状态 。 ２ Ｐ Ｌ Ｃ在桥 式起重机 电气控制 回路 中的实 际应 用 提升 电机 在下放 重物 时 ， 电机反转 ， 由于 重力 加速 度 的原 因 ， 电机 针对桥式起重机传统电气控制方式存在的问题及 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 处于再生制动状态， 拖动系统的机械能转化为电能， 并存储在电压型变 的特 ，我公司在炼钢易地改造工程中所选用的桥式起重机全部采用 频器的滤波电容器的两端， 使直流电压不断上升， 甚至能够击穿电器绝 联动控制台和 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统替代传统的主令、 凸轮控制器及继电器— 接 缘， 当电压上升到设定值时 ， 通过斩波器接入泄能电阻来消耗直流电路 触 器控制方式 。 并对三 台 １ ０ ０ ／ ３ ２ ｔ 桥式起重机 的卷扬 电动机采用 变频器 的这部 分能量 ， 保证 变频器安全运 行 。 控 制。 主提升电动机采用变频器驱动后使提升陛能有较大提高 ， 起升平 ２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ系统 的组成 滑、 稳定， 被吊物件定位准确 ， 卷扬提升操作可以实现无级变速 ， 加上变 在１ ０ ０ ／ ３ ２ ｔ 桥式起 重机 中选 用 了西 门子 的 Ｓ ７ — ３ ０ ０ 模 块化 的 Ｐ Ｌ Ｃ 。 频器 自身保护功能齐全 ， 如过流 、 过载、 过压等都能及时报警及停止 ， 减 Ｐ Ｌ Ｃ系统 由中央单 元 Ｃ Ｕ、扩展 模板 Ｅ Ｍ 和西 门子 的 Ｃ Ｐ ３ ４ ０触摸 屏组 少 了起 重 机 故 障 ，提高 了安 全 性 能 。变 频 器 接 线 图如 图 ３所 示 。
基于PLC控制技术在桥式起重机检测中的应用设计
第２ 卷第 １ ６ 期
２０ 年 ２ 月 ０６
江
西
冶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ金
Ｖｏ ． ６ ， Ｎｏ １ １２ ．
Ｆ ｂ ｕ ｒ ２ ０ ｅ ｒ ａｙ ０６
ＪＡ Ｉ ＮＧＸＩ Ｔ Ｉ （Ｙ ＭＥ ＡＬ ＵＲ
文 章编号 ：０ ６２７ （０ ６ ０ －０６０ １０ —７７ ２０ ） １ ４ －３ ０
一
２ 桥 式起重机安全检 测要求
桥式起重机的可靠性检测， 主要针对工作机构 在空载和加载两种工况下的检测。据国家起重机检
（） ３ 检测升降机构运行时在左右机构启动 １ ４Ｓ
后启动 ， 上升 １ Ｓ停 １ ， ０ ， ５ 下降 １ ， １ Ｓ一个周 Ｓ ０Ｓ停 ５ ，
期 ５ 。 ０ Ｓ
Ｓ Ｎ Ｍｉ Ｌ ｉ ｏ ＷＨ Ｗ Ｅ ａ ｇ Ｕ ｎ ， ＵＯ Ｘ ａ ， Ｎ Ｆ ｎ
（ ． ａｃ ａｇＩ ｎａｄ＇ｅｌ ｏ ， ｔ．Ｊａｇｉ ａｃａｇ３ ０ １ ，ｈｎ ； １Ｎ ｎｈｎ ｒ ｎ Ｓ ｅ Ｃ ． Ｌｄ ，ｉ ｘ Ｎ ｎｈｎ ３ ０ ２ Ｃ ｉａ ｏ ｔ ｎ ２ Ｊ ｎｘ Ｍ ｄ ｍ ｏａｉ ｅｈ ｏ ｇ ａ Ｃ ｌ ｇ ， ａｇｉ ａｃａ ｇ ３ ０２，ｈｎ ） ．ｉ ｇｉ ｏｅ Ｖ ｃｔ ｎＴ ｃ ｎｌ ｉ ｌ ｏｌ ｅ Ｊ ｎｘ ｎｈｎ ０ １ Ｃ ｉ ａ ｏ ｏｃ ｅ ｉ Ｎ ３ ａ
ｄ ｓ ｙ ａ ｄ Ｓ ｉ Ｉ ｒ ｅ ｕ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｋ ｓ ｆ ｔ ａ ｕ ｅ ，ｔｍｕ ｔ ｅ ｔｓ ｄ ａ ｒ ｇ ｌｒｉ ｔｒ ａｓ Ｏｎ ｔ ｅ ｓ ｏ ｕ ｏ ｔ ｅ ｔ ｇ ｏ ｕ ｔ ｎ ＯＯ ｌ ｎ ｏｄ ｒｔ ｇ ａ ａ ｔｅ ｉ ｗ ｒ ａｅｙ ｍｅ ｓ ｒｓ ｉ ｒ ． ｏ ｓ ｓ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｕａ ｎｅ ｖ ｌ ｅ —ｈ —ｐ ｔ ｔ ｍａｉ ｔｓｉ ｆ ａ ｃ ｎ ｃ ｍｅ ｈ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｕ ｌ ｙ ｉ ｃ ｉ ｖ ｄ ｂ ｒｇ ａ ａ ｉ ｈ ｅｆ ｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｑ ａ ｉ ｓａ ｈ ｅ ｅ ｙ ｐ ｏ ｒ ｍｍａ ｌ ｏ ｔ ｌｔｃ ｎ ｌｇ ． ｉ ｉ ｔ ｂ ｅ ｃ ｎ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
PLC在起重机电气设计中应用
PLC在起重机的电气设计中的应用浅论摘要：本文通过对plc及plc在起重机的电气设计中的应用分析，重点介绍了采用plc逻辑控制器的电气控制系统，说明了plc技术的应用大大提高了起重机的可靠性、可操作性、维修方便性，其综合性能远远大于继电器控制系统。
关键词：plc逻辑控制器；起重机；电气设计；应用中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：1 引言起重机在当前社会的各个领域都得到了广泛的应用，是主要的工具之一，而起重机的传统电气控制都是以继电器为核心的电气控制，这种电气控制接线复杂，维修和改进十分困难，而且其元件随时间的推移会逐渐老化，故障率会大大增加，而且一旦出现故障，查找十分困难，维修也很浪费时间，大大影响起重机的工作效率。
随着微电子技术、计算机技术的兴起，plc控制技术以其可靠性高、控制过程软件化、功能强大、灵活性高、运行平稳等特点开始广泛应用于电气传动领域。
本文通过对一种桥式起重机的plc控制系统的介绍，阐明了plc在起重机电气设计中的巨大优势。
2 起重机的plc电气控制系统设计2.1 起重机的plc设计系统简介桥式起重机的plc电气控制系统主要分为六个部分，分别是：主升降机构模块、副升降机构模块、配电保护模块、大车运行模块、小车运行模块以及plc运行模块。
在起重机正常工作时，通过起重机的控制操作平台、按钮以及手柄等进行操作，把控制信号传递给plc的输入模块，然后由cpu内置的程序对这些信号进行加工处理，再经过输出模块将处理后的信号输出到继电器、指示灯、报警器或显示装置等以控制起重机的启动、停止及运行。
另外，起重机的限位开关、过载保护开关和超载限制开关等也会将信号输入到plc中，起到对起重机安全保护的作用。
系统流程图如图1：图1 系统流程图2.2 plc输入输出模块的信号设计根据桥式起重机的一般要求，需要控制以下信号：主副钩的升降信号以及2、3、4档和大小车的前、后、左、右方向信号及2、3、4档；主辅起升限位和大小车限位；安全门开关，启动、停止、照明、电铃、变频器复位以及热继电器、超载和变频器故障信号；所有需要手动的操作杆的输入信号。
变频器及PLC在桥式起重机控制系统改造中的应用
控制系统 已不能适 应快速 、 安全 、 高效 的生 产和工 作需
２ 变频调速 改造基本 思路
两台 电动机共 用 １台变频 器控制 。主钩 、 副钩 、 小车 电
要。现采用 Ｐ Ｃ控 制 的变 频 调 速技 术 对 其 拖 动及 控 Ｌ
制系统 进行改造 。
１ 原拖 动系统基本情况
桥 式起 重 机 电气 拖 动有 大车 电 机 ２台， 车 、 小 主
钩、 副钩电机各 １台。电动 机 为交 流绕 线转 子 异步 电
ｏ ｉ ｇ ｒ ｎｅ ｆｂｒ ｄ ｅ ｃ ａ
Ｚ Ｏ Ｐｎ－ ｎ Ｕ ｅｇｊ ｕ
（ ｈ ｎ ｉＭｅ ｈ ｎｃ ｌＡｃ ｄ ｍｅ． ０ ０） Ｓ ａ ｘ ｃ ａ ｉａ ａ ｅ ７ ０ １ ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｖ ｒｅ ｎ Ｌ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｅｙｔａ ｓｏ ｍ ｅｂ ｉｇ ｒ ｎ ｒｇｎ ｌｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ．Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｎｒ ｄ ｃ ｓｔｅ ｓｒ ｃ ：ｎ ｅ ｒａ ｄ Ｐ Ｃ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｌ ｒ ｆ ｒ ｔ ｒ ｅ ｃ ａ ｅｏ ｉ ａ ｏ ｔ ｓｅ ｔ ｎ ｈ ｄ ｉ ， ｏｓ ｈ ｓ ａ ｅ ｔ ｕ ｅ ｈ ｉ ｏ
摘要 ： 采用 变频器及 Ｐ Ｃ对桥式起重机 原有 的老式控制系统进行 了全面改造 。介绍 了改造 的基本 思路及 系统构 Ｌ 成、 变频器 、Ｌ Ｐ Ｃ的选 型等问题 。改造后的桥式起重机运行平稳 ， 能稳定 ， 障率 明显减 少。 性 故
关 键 词 ：Ｌ 变 频 器 ； 式起 重 机 Ｐ Ｃ； 桥
PLC和变频器应用于桥式起重机
２ ０ １ ３年 ９月 下 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ 电子 科 技
Ｐ Ｌ Ｃ和变频器应用于桥式起重机
陈昶 宏
（ 江苏省盐城孟德机 电有限公司，江苏盐城 ２ ２ ４ ０ ０ ０）
摘 要 ：桥 式起 重机俗 称行 车 ，是工矿企业应 用非 常广泛 的起 重机械 。传 统的桥 式起 重机 为了提 高起 动转矩 ， 采 用绕线式异步 电动机拖动 ，通过鼓 形凸轮控制 器的操作来改 变其转子所 串电阻调速。本文主要介绍 了 Ｐ Ｌ Ｃ和变频 器在桥式起重机上的应用 关键 词 ：Ｐ Ｌ Ｃ； 变频 器 ；运行 机 构 ；程 序 ；功 能 扩展
３ ３ 消费电子 ２ ０ １ ３
随着 新技 术和控制设备 的发展 ，现 在人们普遍采用变频 器作为变频调 速 电源，用笼形异步 电动 机取代原来 的绕线异 步 电动机 ，用 Ｐ Ｌ Ｃ作为控制装置进行无 触点控制 。从而 改善 了调速性 能，增加了系统 的可靠性 。本 文通过一个实例分 析 变频器和 Ｐ Ｌ Ｃ在 系 统 中 的 具体 应 用 。 桥 式 起 重 机 拖 动 系 统 （‘ ）桥 式起 重机 的运行机 构 （ １ ）大车拖动 系统 拖 动 整 台起重 机顺 着车 间方 向左 右移 动 （ 以司机 的坐 向为 参 考 ）。 （ ２ ）小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运 动。 （ ３ ）吊钩拖动系统拖动重物作吊起 或放下 的上下运动 。 大型起重机 （ 超过 ｌ Ｏ ｔ ）有两个起升机构：主起 升机构 （ 主钩 ） 和副起升机构 （ 副钩 ）。通常主钩与副钩不能 同时起吊重物 。 （ 二 ）负荷特 点。桥 式起 重机的拖动系统 负载都属于恒 转矩 性质，且其起升机构 为位 能性负载 ，当起升 机构起 吊重 物下 降或者快速减速运行时 ，电动机处于再生发 电制动状态 。 需要 将 电能通过反馈装 置反送给 电网或 消耗 在制动 电阻上 ， 以防直流处 的泵升 电压影响制动效果。 （ 三 ）控制 要求 。 （ １ ）起 升机 构要 求起动 转矩 大，起 动运 行平稳 。能够 实现 正反转运行且要 有超 载、 限位 、限流 等 多种 保护 。 （ ２ ）起升机 构在 启停 过程 中易 出现 “ 溜钩 ” 问题 。 由于 制 动 器 从 抱 紧 到 松 开 ， 以及 从 松 开 到 抱 紧 的动 作 过程 需要时间 （ 约０ ． ６ ５ ），而 电动机转矩 的产生或消 失，是 在 通电或断 电瞬 间就 立刻反应 的。因此 ，制 动器和 电动机在 动作的配合上极 易出现 问题 。如 电动机 已经通 电，而制动器 尚未松开 ，将导致 电动机 的严重过 载；反之，如 电动机 已经 断电，而制动器 尚未抱紧 ，则重物必将 下滑，即 出现溜钩现 象。因此要有相应 的防止措施。起升机构 中要有机械制动器 。 起 重用变频器具 有零速全转矩功 能 （ 又称零伺服功 能，即零 速时电动机仍 能输 出 １ ５ ０ ％的额定转矩 ，使重物停在空中 ）， 但是若重物停在 空中时 出现 电源瞬 间停 电等情况 ，就会有 重 物下滑 的危 险。因此 ， 电动机轴上必 须加装制动器 。常用 的 有 电 磁铁 制动 器 和 液 压 电磁 制 动 器 等 。 二 、Ｐ Ｌ Ｃ 、变频器 的系统应用 （ 一 ）系统 配置 。 （ １ ）变 频器 。桥 式起重 机 的平移机 构对拖动系 统的性能要求不 高，为 了节省成本 ，选用 Ｖ ／ Ｆ控 制方式 的通用变 频器即可满足要求 。起 升机构要求有较 高的 起动转矩 和调速性 能，采用带速度反馈的矢量控制型变频器 。
探究PLC变频调速在桥式起重机中的实际应用
馕 息梭 术
探究Ｐ Ｌ Ｃ 变频调速在桥式起重机中的实际应用
李斌 江西省特种设备检验检测研究院九江分 院 江西九江 ３ ３ ２ ０ ０ ０
＝ 关于桥 式起 重机 【 摘 要ｌ在桥式起重机 的变频调速中 应 用Ｐ Ｌ Ｃ 可编程控 制器， 可以实 现起重机电机的变频调速， 在桥式起重机中发 挥重要 的作用。 Ｐ Ｌ Ｃ 变频调速 １ 桥式起重机 的定义 系统可以对起重机的运行状况和运行数据进行实时监测， 提 高桥式起重机 桥式 起 重机是运 行在高架轨 道 上的一种桥 架型起 重机 ， 也 被人们 的工作 效率， 促进Ｐ Ｌ Ｃ 变频调速 在桥 式起重机 中的发展。本文 简述Ｐ Ｌ Ｃ 变频 称 为 “ 天车” 。 桥式 起重机是 纵向运行， 而起重小车 则是横 向运行， 形成 调速技 术， 通过 对桥 式起重机工作 现状的分析， 提 出Ｐ Ｌ ｃ 变频调速 在桥 式 矩 形 的工作 范 围。 这种 工作范 围可 以对桥 架下 面的空 间进行充分 的利 起 重 机 中的应 用 。 用， 不受阻碍的吊运物 料。 桥式 起重机多应 用于室内外的仓库、 厂房、 码 【 关键 词 】 Ｐ Ｌ Ｃ 变频调速 ； 桥 式起重机； 实时监测； 工作 效率 ； 实际应 头和 露天 贮料场等地方。 用 ２ ， 桥 式起重机的分类 （ １ ）普通桥 式 。 普 通的 桥式 起重机 ，由起 重小 车和桥 架运 行结 构 传 统的桥 式起 重机控制 系统 大多是用转 子回路串接 电阻进行有机 组 成 。 起重 小车包括起升机构 、 小 车运行 机构和 小车架， 是桥式 起重机 调 速， 操 作次数 比较 频繁 ， 通断次数 较高 ， 随 着运输 物品质量 的变化 ， 运行过 程中的基础 。 桥架 的运行结 构中， 重要的部 分是金属 结构 ， 由主 桥 架的主梁结 构有很多种， 例如箱形 结构 、 四桁架式 结 机械受 重的变化 也较大 ， 经 常受 到冲击 ， 影 响 了起重机 的正常工作。 在 梁和端 梁组成 ， 普通 的桥 式起 重机主要是通 过电力驱动运 行， 起 起 重机 中 应 用Ｐ Ｌ Ｃ 变频调 速， 实现 电机速 度的可调化发 展， 才能保证起 构和空腹桁架结 构等。 重量可以达Ｎｓ ｏ ｏ 吨， 应 用万 向联轴 器作为驱动装 置。 重机 的正常工作。 （ ２ ） 简易梁桥式 。 简易梁桥式起 重机 ， 也 被称为梁式起 重机 ， 结 构 简述 Ｐ Ｌ Ｃ变频 调速 技术
PLC控制的变频调速系统在桥式起重机上的应用
PLC控制的变频调速系统在桥式起重机上的应用PLC控制的变频调速系统在桥式起重机上的应用摘要PLC和变频器是工业控制领域较为通用的自动控制装置,性能稳定、可靠。
变频器和PLC应用于桥式起重机系统,可以大大提高桥式起重机的运行性能和可靠性,是目前桥式起重机较为理想的设计模式。
以传统吊车改造为例，针对交流变频调速系统能量节约安全问题，采用了无极变频调速代替传统的转子串电阻有极调速，用PLC控制方式代替原来的继电器接触方式，实践证明这种改造的变频调速具有明显的节能性和其他优越的性能。
可编程控制器PLC因具有高可靠性、易集中控制性，使其在工业控制中得到广泛应用。
可使设备达到安全可靠运行，减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率，体现了PLC.在控制领域的优势。
关键词:PLC，变频器，桥式起重机The autocontrol device , function being that the industrial control field is applied or used universally comparatively stabilize PLC and the variable frequency device, reliably. The variable frequency device and PLC apply to bridge crane system, being able to raise a bridge crane's greatly runs the function andreliability , is that the bridge crane is at present comparatively ideal design a pattern.Taking convention carne reconstruction for the example ,aiming at enrgy saving problem of AC frequency conversion speed regulation system and security problem ,the conventional speed regulation of connecting resistor in rotor winding was replsced by stepless frequency conversion.Speed regulation and the relay osculating mode was also replaced by PLC control mode .It is proced that the rebuit AC frequency sonversion speed regulation system exhibits both obvious energy-saving capability and other predominant capabilities.Programmable logic controller,since it is with high reliability,and easy to make central control,its application is widely used in industrial controls.A bridge type crane control method .It make the quipment to reach safety and reliability in operation to reduce labor strength of the operator to raise working efficiency,showing the advantage of PLC in control field.Key words:PLC，variable frequency device，bridge cran摘要 (II)第一章引言 (1)1.1 系统的设计背景 (1)1.2 传统调速系统存在的问题 (1)1.3 传统调速系统的控制原理 (1)1.3.1 桥式起重机的基本组成 (3)1.3.2 电气控制原理 (4)1.4 改造方案 (6)第二章关于硬件的介绍 (7)2.1 关于PLC的相关知识 (7)2.1.1 计数控制 (9)2.1.2 过程控制 (9)2.1.3 位置控制 (9)2.1.4 步序控制 (9)2.1.5 数据处理 (9)2.1.6 通讯和联网 (9)2.1.7 监控功能 (9)2.1.8 其它功能 (10)2.2 PLC特点 (10)2.2.1 可靠性高、抗干扰能力强 (10)2.2.2 编程简单易学 (10)2.2.3 设计、安装容易，调试周期短，维护简单 (11)2.2.4 模块品种丰富、通用性好、功能强大 (11)2.2.5 体积小、能耗低 (11)2.3 可编器的组成及其各部程控制器的基本组成 (11)2.3.1 可编程控制器（PLC）各部分的作用 (13)2.3.2 PLC控制电路相对于电器控制电路的优点 (15)2.4 西门子S7-200PLC (16)2.4.1 S7-200的工作模式 (17)2.5 变频器基础 (18)第三章PLC变频器对系统进行改造 (23)3.1 可行性分析 (23)3.2 控制原理 (23)3.3 控制系统设计 (24)3.3.1 主钩的硬件设计 (24)3.3.2 负荷特点 (27)3.3.3 控制要求 (27)3.3.4 溜钩的防止 (27)3.3.5 功能扩展 (27)3.3.6 系统保护 (28)3.3.7 制动电阻 (28)第四章软件编程 (29)结束语 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录A主钩梯形图 (35)附录B副钩梯形图 (37)附录C小车梯形图 (39)附录D大车梯形图 (41)附录E主钩程序 (43)附录F副钩程序 (45)附录G小车程序 (47)附录H大车程序 (49)致谢.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
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PLC在桥式起重机控制系统中的应用吕勇（上海提迈克电气传动科技有限公司上海200336）摘要桥式起重机作为物料搬运系统中一种典型设备，在企业生产活动中应用广泛。
本文把可编程序控制器和变频器应用于桥式起重机控制系统上，并进行了较详细的分析。
1.根据桥式起重机的运行特点，桥式起重机控制系统采用变频调速系统，该系统主要由主令控制器、PLC控制系统、变频调速系统等组成。
2.PLC系统采用德国西门子公司产品，能控制起重机大车、小车的运行方向和速度换档;吊钩的升、降方向及速度换档，同时能检测各个电机故障现象并显示，减小了传统继电器——接触器控制系统的中间环节。
减少了硬件和控制线，极大提高了系统的稳定性，可靠性。
关键词：PLC；可编程序控制器；桥式起重机；变频调速AbstractThe bridge crane carries a kind of typical equipment in the supplies system，so it have extensive function in the activity of producing enterprise.In this paper, the programmable logic controller and the inverter control system are used on bridge type hoist crane,more details are analyzed.1.According to the operation characteristic of bridge crane, bridge crane control system adopt bridge crane frequency conversion, this system mainly by the master controller, the PLC control system and frequency conversion system.2. .PLC system adopts the SIEMENS Company products, can control the crane cart，car operation direction and change speed; To rise，lower cliver direction and change speed，can measure each motor trouble phenomenon to show at the same time, have reduced traditional electricity Contact-type control system of intermediate link. it reduce the hardware and control line, has improved systematic stability, dependability greatly.Key Words：PLC；programmable controller；bridge type hoist crane；frequency conversion1、引言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，因此电气控制上应采用平滑的无级调速是解决问题的有效手段。
传统的起重机驱动方案一般采用:(1)直接起动电动机;(2)改变电动机极对数调速;(3 )转子串电阻调速;(4)涡流制动器调速;(5)可控硅串级调速:(6) 直流调速。
前四种方案均属有级调速，调速范围小，无法高速运行，只能在额定速度以下调速。
起动电流大，对电网冲击大;常在额定速度下进行机械制动，对起重机的机构冲击大，制动闸瓦磨损严重;功率因数低，在空载或轻载时低于0.2-0.4，即使满载也低于0.75，线路损耗大。
可控硅串级调速虽克服了上述缺点，实现了额定速度以下的无级调速，提高了功率因数，减少了起制动冲击，价格较低，但目前串级调速产品的控制技术仍停留在模拟阶段，尚未实现控制系统具有很好的调速性能和起制动性能，很好的保护功能及系统监控功能，所以有时采用直流电动机，而直流电动机制造工艺复杂，使用维护要求高，故障率高。
1.1 桥式起重机的简介起重机是现代工业企业、交通运输，基本建设部门不可缺少的起重设备，主要用以提升(或下降)和搬移长大笨重货物，还用于工厂车间装配大型机器和生产工艺的必要装备。
因此，起重机是减轻工人的繁重体力劳动，提高劳动生产率必不可少的起重设备。
桥式起重机由一根或两根主梁和两根端梁构成一个桥架。
在桥架上装有起重小车，小车沿桥架运行。
桥架运行在厂房内架设的轨道上，也可以运行在露天的栈桥上。
桥式起重机也称为“天车”或“行车”或“桥吊”。
有些铁路货场都露天安装桥式起重机，用以装卸长大笨重货物，它就是横架于两排钢筋混凝土栈桥上。
起重机沿栈桥上的轨道作纵向运移。
起重机的起重小车在桥架上的小车轨道上作横向移动，这样，吊钩或抓斗就可在一个长方体(起升高度、跨度、走行线长)的空间内任意位置上作升降、搬运物件的运动。
安装于露天的桥式起重机如图l所示。
桥式起重机的形式繁多，根据它的结构和用途的不同主要有以下几种形式：根据桥架结构的不同，可分为双梁箱形结构、四桁架结构、三角形桁架结构和单主梁箱形结构等几种形式的桥式起重机。
其它形式基本上在它们基础上演变而来的。
而且根据用途的不同，还可分为管通吊钩，抓斗桥式起重机和其它专用桥式起重机。
以普通吊钩桥式起重机应用最为广泛。
早期的桥式起重机采用在电动机转子中串联电阻，利用电阻的切换来实现各档位的切换，低速挡只起到过渡的作用，不允许在低速挡长时间运行，否则控制回路中电流过大会引起电阻过热而烧毁，当利用起重机来进行设备检修、装配等工作需要低速运行时只能点动，速度控制精确度不高，且对电机和机械零部件冲击大，可靠性差。
随着电力电子技术的发展，变频调速作为一种调速方法自本世纪初提出以来发展十分迅速，它在节能，维护量小，自动控制性能好等方面有明显的优点，变频技术正普遍应用于电力拖动领域，特别是对一些耗能较大的设备实行变频调速，取得了明显的节能效果，而起重机械设备的拖动调速系统在低于额定转速时，仍然主要是通过转子的外接电阻消耗能量来实现。
近年来，各大有色企业都在进行技术改造，工程项目很多，在每一个工程项目中，都少不了桥式起重机。
比如江西铜业集团公司贵溪冶炼厂备料车间，梅山热轧技改和2号连铸机工程，中铝广西分公司，中国铝业青海分公司第三电解厂等都采用了变频调速技术，并采用了PLC进行控制。
在9O％的起重机上成功地运用了变频调速技术。
使起重机在全速范围内实现了高精度控制，不论轻载或重载均有稳定的运行速度，起、制动平稳，减小了机械传动机构的冲击，调速范围宽，可达1：10以上；变频调速转矩响应快，零速能够输出额定转矩，为防止松闸、抱闸时的溜钩现象提供了可靠的保证；主令控制信号与变频器给出的低速抱闸信号相结合控制制动器动作，达到低速抱闸及准确定位功能，并可减轻制动器的磨损。
现在一般起重机使用的变频器有日本安川VS616G7 系列, 三菱的FR- A240E, FR- A241E 系列, 德国西门子的SIMOVERT-6ES70 系列,ABB 公司的ACS600 系列, 英国CT 公司的Unidrive系列等变频器。
起重机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。
1.2工艺要求1.2.1桥式起重机的主要技术参数（1）起重机15/3 t（2）工作速度起升速度8～20m/min小车速度30～50m/min大车速度80～120m/min1.2.2提升机构与移动机构对电气控制的要求为了提高起重机的生产率和生产安全，对起重机提升机构电力拖动自动控制提出如下要求：（1）、具有合适的升降速度，空钩能快速升降，轻载提升速度应大于额定负载的提升速度。
（2）、具有一定的调速范围，普通起重机调速范围为3：1，对要求较高的起重机，调速范围可达（5～10）：1。
（3）、适当的低速区，提升重物开始或下降重物到预定位置附近，都需要低速。
为此，在30%额定速度内应分成几档，以便灵活操作。
高速向低速过渡应逐级减速，保持稳定运行。
（4）、提升的第一档为预备档，用以消除传动间隙，将钢丝张紧，避免过大的机械冲击。
但预备级的起动转矩不能大，一般限制在额定转矩的一半以下。
（5）、负载放下时，依据负载大小，拖动电动机可以是电机状态、倒拉反接制动状态与再生发电制动状态。
（6）、为了安全，不但具有机械抱闸的机械制动，以减轻机械抱闸的负担。
不允许只有电气制动而无机械制动，不然发生电源事故停电时，在无制动力矩作用下，重物将自由下落，造成设备或人身事故。
大车运行机构与小车运行机构对电力拖动自动控制的要求比较简单，只要有一定的调速范围，分几档进行控制即可。
为实现准确停车，应采取制动停车。
1.2.3起重机数字化控制系统的简述该系统通过主令控制器给定PLC的速度信号来对整个系统的调速，桥式起重机大车、小车、主钩、副钩电动机都需独立运行, 大车为两台电动机同时拖动, 所以整个系统有5 台电动机,4台变频器, 并由1台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。
变频器: 为电动机提供可变频率的电源, 实现电动机的调速。
制动电阻: 起重机放下重物时, 由于重力加速度的原因电动机将处于再生制动状态, 拖动系统的动能要反馈到变频器直流电路中, 使直流电压不断上升, 甚至达到危险的地步。
因此, 必须将再生到直流电路里的能量消耗掉, 使直流电压保持在允许范围内。
制动电阻就是用来消耗这部分能量的。
2、系统设备的选用2.1电机的选择起重机提升和运行机构的调速比一般不大于1：20，且为断续工作制，通常接电持续在60%以上，负载多为大惯量系统。
严格意义上的变频电机，转动惯量较小，响应速度较快，可工作在比额定转速高出很多的工况条件下，这些特性均非起重机的特定要求。