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浅谈起重机的PLC变频调速系统应用

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浅谈起重机的PLC变频调速系统应用
摘要:起重机是工业生产中不可或缺的机械设备之一,它有着无可取代的地位。

在整个起重机上,起升机构是其最重要的组成部分,该机构的调速性能对起重机的工作性能有着直接影响。

以往传统的起重机多采用的是调速控制系统,这种系统存在可靠性低、工作效率不高等缺点,从而使起重机的整体工作性能受到了极大的制约。

为了有效地提高起重机的工作效率和可靠性,可将PLC变频调速系统应用到起重机上。

基于此点,本文就起重机的PLC变频调速系统应用进行浅谈。

关键词:起重机PLC 变频调速系统
1 PLC及变频调速系统的具体特点
1.1 PLC的特点
PLC即可编程控制器,从广义的角度上讲,它也属于一种计算机系统。

下面简要介绍一下PLC的各部分功能及特点。

(1)微处理器。

这是PLC的主要组成部件之一,也可以说是整个系统的核心,正是因为这一部件,才使PLC具备了编程和数据处理能力。

在PLC的每一个循环当中,微处理器能够对故障进行自动诊断,并且还能够完成系统管理等工作。

(2)存储器。

虽然CPU模板本身具有一定的内存,但对于用户来讲,这部分内存的容量是远远不够的,因此,PLC都具备存储器可扩展功
能。

(3)I/O接口。

目前,PLC常用的I/O接口主要有数字接口、模拟量接口、扩展接口以及智能I/O接口等。

无论是哪一种接口其主要作用都是信号传输和通讯,并以此来实现控制功能。

(4)编程器。

它最主要的作用就是为用户提供输入和调试应用程序之用。

常见的编程器有两种,一种是带有显示器的,另一种则是简易的。

1.2 变频调速系统的特点
由于变频调速系统所采用的核心技术为计算机和电力电子技术,故此其具有如下优点:
(1)无论系统处于高速还是低速运转的状态下,它的转差功率都能够始终保持不变,从而使其工作效率更高。

(2)由于变频器采用的是无任何触点的电力电子元器件,从而有效地节省了继电保护器和接触器,也使外部的接线得以简化,控制设备的体积也进一步缩小。

(3)变频器是以CPU单元作为内部控制的核心部分,所以其具有超强的控制和运算能力,可实现调速控制。

(4)变频器本身具备故障自诊功能,可实现过载保护等功能,并且
显示器还能够对各种故障信息进行显示,有效地提高了系统的可靠性。

2 PLC变频调速系统在起重机中的具体应用
2.1 系统构成
本系统由以下几个部分构成:上位机(触摸屏系统)、下位机(PLC、变频调速系统、负荷重量测量仪)等。

(1)功能要求。

由于起重机上的吊钩、大车以及小车这三个部分的电机都需要独立运转,故此本系统设计了3个独立的变频调速器,并由PLC对它们进行控制。

起重机所要完成的正常操作主要包括以下环节:吊钩升降、大车以及小车的运行等;保护功能主要包括:吊钩升降限位、大车及小车运行限位等。

系统按照起重负荷的大小来改变电机的运行速度,以此来实现无级变速。

(2)触摸屏。

本系统采用的是由西门子公司出产的工业触摸屏,并与PLC相连接,通过触摸屏强大的软件功能进行系统开发。

具体功能包括:系统参数设定、密码设置、系统测试以及故障点检查等等。

该触摸屏系统采用良好的人机交互界面,操作简单方便,同时人机界面还具有控制变频器变速以及故障显示等功能,通过上位机和下位机之间的通讯,能够实现实时监控。

(3)PLC系统。

它是调速系统的主要控制元件,由稳压电源、继电电源、主处理以及扩展单元等部件组成。

在主处理单元上配有通讯接口,可以与上位机进行连接,以实现实时通讯。

PLC系统所实现的功能具体包括如下几个方面:其一,接收并处理由负荷重量测量仪传输过来的信号,并按照实测的重量大小来对起重机吊钩、大车以及小车的运动方向进行控制;其二,接收并处理来自于电机旋转编码器发出的信号,以此来防止吊钩下滑;其三,接收并处理由限位控制器传输过来的信号,并及时准确地作出响应。

(4)变频调速系统。

通常情况下,当PLC中输出的控制信号作用到变频器上时,变频器便会产生出频率连续变化的交流电,并以此来对电机进行驱动,从而使电机的转速达到连续变化,进而实现无机调速。

本系统采用的变频器是由三菱公司出品的,系统共配有3台变频器,分别用于驱动吊钩、大车以及小车的电机。

由于起重机的大车运行距离相对较长,所以可将调速范围设定为6∶1;而小车的运行距离则相对较短,故此可将调速范围设定为4∶1。

2.2 软件设计
(1)上位机软件。

本系统的上位机使用的是由西门子公司出产的工业用触摸屏,其主要功能是参数设定、用户登录、工作量及工作时间记录、生成报表、实现与下位机之间的通讯等等。

软件设计主要包括以下模块:用户登录密码验证、参数设定、通讯、以及报表统计等模块。

(2)下位机软件。

按照起重机负荷重量的大小,并利用变频器对吊钩、大车及小车的电机运转速度进行控制,借此来实现无极调速。

通过对信号的及时响应,可确保系统的安全性。

参考文献
[1] 杜平.蔡宇宁.对变频器在起重机控制系统应用中的探讨[J].中国科技博览,2011(21).
[2] 曹玲芝.王红卫.李春文.起重机变频调速控制技术的研究现状及趋势[J].微电机,2008(3).
[3] 张玉之.变频调速技术在起重机调速系统中的应用[J].中国设备工程,2009(10).。

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PLC与变频器在桥式起重机升级改造中的应用

PLC与变频器在桥式起重机升级改造中的应用

PLC与变频器在桥式起重机升级改造中的应用桥式起重机是一种重要的起重设备，广泛用于码头、工厂、仓库等场所的货物装卸和搬运。

随着工业自动化的不断发展，对桥式起重机的要求也越来越高。

为了提高起重机的性能和可靠性，常常需要进行升级改造。

PLC和变频器作为自动化控制的重要装置，在桥式起重机的升级改造中起到了重要的作用。

PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种专门用于控制机器和工艺过程的数字计算设备。

在桥式起重机升级改造中，PLC常常用于替代传统的电气控制设备，实现起重机的自动化控制。

PLC具有编程灵活、稳定可靠、反应速度快等特点。

通过编写PLC的程序，可以实现对起重机的自动化控制，提高生产效率和安全性。

可以通过PLC实现对起重机的自动定位、自动提升、自动下降等功能，减少人工干预，提高工作效率和安全性。

变频器是一种用于调节电动机转速的装置，可以通过调节电机的频率实现电机的调速。

在桥式起重机的升级改造中，变频器常常用于替代传统的变速器，实现起重机的无级调速。

变频器具有调速范围广、调速精度高、启动平稳等特点。

通过对变频器进行参数配置，可以实现起重机的精确调速。

可以根据货物的重量和距离要求，合理调节起重机的速度，提高起重精度和工作效率。

1. 自动控制：通过PLC编写程序，实现对起重机的自动控制。

通过传感器采集起重机的工作状态和环境参数，PLC根据设定的控制策略，自动调节起重机的动作，实现起重机的自动化控制。

2. 调速功能：通过变频器调节电动机的转速，实现起重机的无级调速。

根据货物的重量和距离要求，合理调节起重机的速度，提高起重精度和工作效率。

3. 报警功能：通过PLC监测起重机的各个部分的运行状态，实时监测各种设备参数，当参数超过设定的安全范围时，及时发出报警信号，保证起重机的安全运行。

4. 数据采集和远程监控：通过PLC和变频器的通讯功能，实现对起重机的数据采集和远程监控。

PLC-变频器在起重机电控系统中的应用

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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在起重机变频调速控制中的应用

PLC在起重机变频调速控制中的应用

模式 时，自由口通信停止 ，通信 口转换成正常的 Ｐ Ｉ Ｐ 协议操 作。
起重机系统 可能包括多个变频器 ， 由于要协调工作，并且工 作环境恶劣， 其控制系统 的智能控制终端宜选用Ｐ Ｃ Ｌ 控制器， 即控制单元的核心部件 由Ｐ Ｃ Ｌ 担任。国内市场进 口的 Ｐ Ｃ Ｌ 产 品型号较多， 综合考虑系统 的可靠性 、 设备 的先进性及 造价 的经济性，德 国西门子公司的ｓ — ０ Ｌ 为首选产品。￥－ ７ ２０ ＰＣ ７ ２０ ０ 系列 Ｃ Ｕ Ｐ 具有强大的通信 能力， 主要支挣以下几种协议 ： （ ）Ｐ Ｉ １ Ｐ 协议 、
系统配置灵活、编程 、 调试及维护方便等优点。由于它的特 殊运行方式， 实时性相对计算机慢些， 但随着微处理器技术 的提高，Ｐ Ｃ Ｌ 运行的周期大大缩短，足以胜任各种实时性要 求较高的控制对象 。 在现代大型起重机的 自动控 制中，使用 ＰＣ Ｌ 进行变频调速 已是一种趋势。
１ 工作原理 大型起 重机 的 自动控制对可靠性有较 高的要求 。 杂的 复
ａｎ ｔ ａｎ ｕ ｒ ｃｏ ｆｉ ｒ ｉ ｗｉ ｈ Ｓ７ Ｏ ｆ ｅｅ ｏｒ ｃ ｎｔ ｏｌ ｏｕ ｔ ａｎ ｕ ｅｒ ｄ ｒ ｓｄ ｃｅ ｎ ｇｕ ａｔ ｏｎ ｔ —２ ０ ｒ ｐ ｔ ｏ ｒ ｆ ｒ ｒ ｓｄ ｃ ｓ． ｔ ａｌ ｏ ｔ ｓ １ｊ ｔ ｔ ｅ ＴＥＰ ７ ｒ ｒ ｓ ｓ ｈ Ｓ ｐ ｏｇ ａｍ．
和网络写 （ Ｔ ） Ｎ Ｗ指令读写其他 ＣＵ Ｅ Ｐ，同时也能够作为从站响 应来 自 其它主站的 申请。 采用 ＰＩ Ｐ 协议的 网络 中最多只能有 ３ 个主站 。 协议 主要是用来编程 、ＰＩ ２ 该 Ｐ 组网等。 （） ２ 自由 口协议 自由口协议，可以由用户 定义 的通讯协议 。 通过用户程 序控 制ｓ— ０ 通信 口的操作模式， Ｃ Ｕ ７２ ０ 将 Ｐ 与任意通讯协议公
起重机的PLC变频调速系统应用探究

起重机的PLC变频调速系统应用探究

起重机的PLC变频调速系统应用探究摘要：起重机在当前的生产活动中占据重要地位，其效率的如何直接关系到生产活动的能否顺利进行。

同时，起重机的工作效率以及可靠性能可以通过将plc变频调速系统应用到起重机上来进行改善。

基于这一点，本文就起重机的plc变频调速系统应用进行研究。

关键词：起重机；plc变频调速系统；应用中图分类号：tn77 文献标识码：a文章编号：起重机作为一种起重机械产品，以其独特的优点而使得各种生产活动无法在离开它的前提下而顺利开展。

起重机有着极其复杂的结构，有很多组成部件对其正常工作起着重要作用。

其中的起升机构是其核心构件，它的某些参数会对起重机的正常工作产生重要影响，比如调速性能。

对于目前常用的起重机来说，主要配备的是调速控制系统。

这种系统对于起重机的正常运行会产生很多不良的影响，例如这种系统的可靠性能不太理想，并且它的工作效率也不能满足实际需要。

这些缺陷严重制约了起重机的整体工作性能，对于起重机的应用是一个严重的障碍。

1 plc及变频调速系统的具体特点1.1plc的特点plc的全称为可编程控制器，从大的方面来讲，它也可以称得上是一种计算机系统。

下面对plc各部分的功能及其特点进行简要介绍。

(1)微处理器。

这是plc的核心组成部分，plc的很多功能就是通过这一个部件来实现的，例如编程功能和数据处理功能。

plc存在很多的工作循环，在工作时，微处理器可以自主查找并判断系统中出现的故障。

除此之外，微处理器还可以自主的完成对系统的管理工作。

(2)存储器。

对于plc来说，它的cpu本身都设置有一定量内存空间，但由于实际需要的内存量很大，这些原有内存很难满足需求。

由此可知，plc上应该都配备有存储器的可扩展功能。

(3)i/o接口。

当前经常使用的plc的i/o接口有很多，例如扩展接口、数字接口、智能接口以及模拟接口等。

虽然存在这么多种类的接口，但各种接口的功能都是统一的，即通过接口来实现通讯以及传输相关信号，在此基础上达到控制的目的。