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行车变频技术运用作者：李晋来源：《科学与财富》2018年第13期摘要：本文主要是研讨天车电动机利用变频技术更新改造后减少故障减少维修任务的可行性。
关键词：行车；电动机；变频应用；减少故障率前言：行车，也叫天车、天车起重吊，行吊，在我们工厂车间里面经常能够看到它们在隆隆隆地来回工作着。
它是一种有固定轨道的在车间厂房高处作业的起重机械，它的主要动力来自于三相电动机，行走和起吊重物都是如此。
生产过程中，科学控制电动机的技术应用十分广泛，在机械设备的控制中，电气控制也比其它的控制方法使用的更为普遍。
我们太原化学工业厂是1958年建造的老单位，设备陈旧落后，生产运营逐年攀升，竞争力日益减弱。
为了能够节能降耗，我提出了对各个生产车间的行吊进行PLC变频系统改造，厂领导研究同意在机修车间进行试点，机修车间是有大小两部单梁天车式的起重机。
PLC变频系统简介：PLC系统的控制是采用梯形语言，梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，编程容易，读写性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。
进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强，通过输入输出的接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系它可以很容易的完成逻辑方面的处理，各种非顺序操作，定时操作，计数记点，数字运算等，从而实现生产过程的自动化控制。
特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息，网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛的运用于众多行业。
结合当前低碳经济的重点推广，运用电动机成熟的节能技术是各企业降低成本的一个手段。
现场分析：1.行吊通过转子串联电阻这种方式实现调速，会改变起重电动机原本的特性曲线，在利用转子串电阻进行调速时，会影响电机固有的机械头特性，电机的转速会随着负载变化而变化，无法达到理想的调速效果，并且转子串联电阻，在起重电动机长时间运行过程中，能源利用率低，会浪费大量的电能。
起重机变频车操作方法
1. 首先，操作人员需要确认起重机变频车的电源是否接通，确认后打开控制面板的电源开关。
2. 操作人员需要按照起重物的重量和运输距离，设定变频器的转速和行驶速度。
3. 确认所有安全措施已经就位，例如扣好安全带，避免不必要的伤害。
4. 操作人员需要按照实际情况操作各个手柄，如油门、刹车、方向盘等，进行起重机的操作。
5. 在操作过程中，操作人员需要时刻注意起重物的状态和周围的环境，保证起重机的安全。
6. 操作完成后，关闭电源开关，将手柄归位，并进行必要的检查和维护工作。
“变频调速起重机电气控制系统项目实践”项目技术报告概要简述该项目的基本情况及团队分工等本次实训主要培养我们的动手操作，思维能力。
我们小组之间分工合作，提高我们的团队意识以及团结合作的能力。
首先，我们进行了分组，以4人一小组为单位。
实训过程中，以学生作为主体，通过小组合作、查阅资料完成实训任务，指导教师主要起指导、监督、答疑的作用，一般不替代学生进行实际操作。
在这仅仅两周的时间内要在电气技术基础平台课程的基础上，进一步将本学期已经学过的相关课程及在课程中已初步掌握的电气原理图的绘制设计、单元（技能）能力融合在一起，通过一个典型的设备电气控制方案的设计、元器件选型与采购、系统原理图的绘制、软件设计、产品的组装调试、产品质量检测检验分析与项目完成后的总结报告的撰写等完整工作过程的训练，培养学生完成一个实际工业设备电气控制项目的综合职业能力。
目录第一章桥式起重机模拟实训装置概述 (2)第一节结构概述 (2)第二节电气系统 (3)第三节电气控制原理 (5)第二章桥式起重机元器件的选型 (19)第一节起重机电气元器件选用 (19)第三章桥式起重机模拟实训装置的使用规则与操作要点 (20)第一节使用规则 (20)第二节安全操作 (22)第三节电控柜组装及通电检查 (26)第一章桥式起重机模拟实训装置概述第一节结构概述整套桥式起重机模拟实训装置由电控柜，行车桥架，移动装置及模拟驾驶室等部分组成，其整体装置如图所示：起升机构、小车运行机构和大车运行机构是起重机的三个工作机构，各机构都备有单独的电动机，进行各自的驱动。
起重机分为单钩起重机、双钩起重机。
单钩仅有一套起升机构；双钩有两个吊钩，即有主副两套独立的起升机构。
主钩用来提升重的物件。
副钩提升在其额定起重量范围内的物件，在它额定的负荷范围内也可协同主钩倾转或翻到工件之用。
当两个吊钩一起工作时，物件重量不应超过主钩的额定起重量，同时保证副钩起吊重量不超过副钩的额定起重量。
欧式单梁起重机串电阻调速原理欧式单梁起重机是工业生产中常见的起重设备，它采用串联电阻调速原理，通过调节电阻来控制起重机的运行速度。
在本文中，我们将深入探讨欧式单梁起重机串电阻调速原理的工作原理、优缺点以及应用范围，以便让读者对其有更深入的了解。
1. 欧式单梁起重机串电阻调速原理欧式单梁起重机采用串联电阻调速原理，主要由电机、电阻器、电源和控制系统等组成。
当起重机工作时，电流通过电阻器，电阻器的阻值决定了电流的大小，从而控制了电机的转速。
通过调节电阻器的阻值，可以实现对起重机运行速度的精确控制，从而满足不同工况下对起重机速度的要求。
2. 工作原理在实际的起重机应用中，通过控制电阻器的阻值，可以调节电流大小，从而控制起重机的转速和运行速度。
当需要提高起重机的运行速度时，可以减小电阻器的阻值，增大电流，从而提高电机的转速；当需要降低起重机的运行速度时，可以增大电阻器的阻值，减小电流，从而降低电机的转速。
通过这种方式，可以精确地控制起重机的速度，以满足不同工况下的需要。
3. 优缺点欧式单梁起重机串联电阻调速原理具有以下优点：- 调速范围广：通过调节电阻器的阻值，可以实现对起重机速度的精确控制，适应不同工况下的需要。
- 结构简单：串联电阻调速原理的起重机结构相对简单，维护方便。
- 成本低：与其他调速方式相比，串联电阻调速原理的起重机成本相对较低。
然而，欧式单梁起重机串联电阻调速原理也存在一些缺点：- 能效比低：在调速过程中会产生一定的能量损耗，使得能效比较低。
- 调速响应慢：因为调速原理是通过改变电流大小来控制起重机的速度，调速响应相对较慢。
4. 应用范围欧式单梁起重机串联电阻调速原理主要适用于对起重机速度要求不是特别严格的工况，例如在一些轻载、长距离的起重作业中，可以通过串联电阻调速原理实现对起重机的速度精确控制。
由于该原理的结构简单、成本低，所以在一些对成本要求较低的场合也比较常见。
5. 个人观点和理解我认为欧式单梁起重机串联电阻调速原理在一些特定的工况下仍然具有一定的适用性，尤其是对速度要求不是特别严格的场合。
摘要本课题研究的是上海汽轮机厂汽轮机车间用于吊装汽轮机零部件在加工过程中上下机床的一台行车，它的下方有6米数控框架龙门铣、200数控镗铣床等大型设备，对零部件上下机床的要求很高。
要求行车操作方便、可靠性高、反应灵敏、速度可调、起制动平稳、能够进行微量的移动，如达不到要求，则对机床和零部件的威胁很大。
原有的行车采用主令控制器和绕线式电机进行控制，达不到上述的要求，急需采用先进的技术进行改造。
改造过程中采用可编程逻辑控制器西门子公司S7—200系列PLC内部复杂逻辑的设计实现对变频器开关量端子的控制。
变频逻辑的控制改变变频器输出电源的频率和电压这两个参数来实现了变频调速。
变频调速是一平滑的过程，在调节速度过程中是无级的，对振动不敏感。
其本身具有控制接线简单，全过程可调整，调速精度高，启动力矩大，过载能力强等优点，从而满足生产要求，同时也起到了极好的节能效果。
关键词：桥式行车，变频器，PLCA BSTRACTThis research project is the Shanghai Turbine Electric Group Steam Turbine plant parts used for hoisting up and down during processing of a driving machine,it has6meters below the frame gantry CNC milling,CNC boring and milling machine200and other large equipment on the upper and lower parts demanding machine tool.Requested traffic easy to operate,reliable,responsive,adjustable speed,smooth starting and braking,to carry out small amounts of movement,such as below standard,then the threat of the big machines and parts. Traffic using the original master controller and the winding motor control,reach the above requirements,needed to transform the use of advanced technology.Transformation process of the programmable logic controller Siemens PLC S7-200series of complex logic within the design and implementation capacity of the inverter switch control terminals.Control logic to change the frequency inverter output frequency and voltage of power supply parameters to achieve the two frequency control.Frequency is a smooth process,in regulating the speed of the process is not level,is not sensitive to vibration.Connection with control of its own simple,the whole process of adjustable speed and high precision,starting torque,and greater overload performance,to meet production requirements,but also played an excellent energy saving effect.Key words:Bridge Crane,Frequency Conversion,PLC目录1绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11.1传统行车控制系统存在的问题--------------------------------------------------------------11.2行车电气传动技术的发展概况---------------------------------------------------------11.3本课题的研究意义及主要内容-----------------------------------------------------------------------2 2变频调速的基本原理---------------------------------------------------------------------------------------42.1变频调速----------------------------------------------------------------------------------42.2变频器的结构----------------------------------------------------------------------------------------------5 3系统总体方案设计和部件设计-----------------------------------------------------------------------83.1行车系统简介及其基本参数--------------------------------------------------------------------83.2系统总体方案设计---------------------------------------------------------------------------------------83.3系统的部件设计-------------------------------------------------------------------------------------------9 4PLC在行车控制系统中的应用-----------------------------------------------------------------------164.1PLC概述及其系统组成--------------------------------------------------------------------------------164.2本系统中PLC的选取及其特点----------------------------------------------------------------------184.3行车变频调速控制系统设计------------------------------------------------------------------------21 5系统软件设计--------------------------------------------------------------------------------------------------275.1触摸屏的软件设计--------------------------------------------------------------------------------------275.2监控界面设计---------------------------------------------------------------------------------------------295.3通信协议----------------------------------------------------------------------------------------------------325.4PLC程序设计---------------------------------------------------------------------------------------------325.5系统抗干扰设计-----------------------------------------------------------------------------------------38 6课题总结及展望----------------------------------------------------------------------------------------------39参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------41致谢---------------------------------------------------------------------------------------------421绪论行车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作用显著，因此对于提高行车的运行效率，确保运行的安全可靠性，降低物料搬运成本是十分重要。
起重机变频参数设置起重机变频参数设置起重机变频器参数主副钩变频器参数A1-00:0 （语言选择：英语）A1-02:3 （控制模式选择：带PG的矢量控制）B1-01:0 （频率指令选择：数字式操作器）B1-03:1 （停止方法选择：自由运行停止）B1-05:3 （不足最低输出频率E1-09的动作选择：零速运行）B2-01:1 （零速值：1HZ）B2-04:1 （停止时直流制动时间：1S）C1-01:2 （加速时间1:2S）C1-02:2.5（减速时间1:2.5S）D1-01:00（频率指令1：00HZ O1-03设定）D1-02:15（频率指令2：15HZ 多段速指令1 ON）D1-03:25（频率指令3：25HZ 多段速指令2 ON）D1-04:30（频率指令4：30HZ 多段速指令1，2 ON）D1-05:40（频率指令5：40HZ 多段速指令3 ON）D1-06:50（频率指令6：50HZ 多段速指令1 ，3ON）F1-05: （编码器旋转方向）H1-01:3 （端子S3的功能选择：3 多段速指令1）H1-02:4 （端子S4的功能选择：4 多段速指令2）H1-03:5 （端子S5的功能选择：5 多段速指令3）H1-04:14（端子S6的功能选择：14 故障复位）H1-05:F （端子S7的功能选择：F 未使用）H1-06:F （端子S8的功能选择：F 未使用）H2-01:37（端子M1-M2的功能选择：37 运行中2）H3-05:1F（多功能模拟量输入端子A3功能选择：1F 不使用模拟量输入）H3-09:1F（多功能模拟量输入端子A2功能选择：1F 不使用模拟量输入）L3-04:0 （减速中防止失速功能选择：0 无效）L7-01~L7-04:250（正/反转侧电动状态转矩极限，正/反转侧再生状态转矩极限：250）L8-07:1（输出缺相保护选择：1 有效）大小车变频器参数B1-01:0 （频率指令选择：数字式操作器）B1-03:0 （停止方法选择：自由运行停止）C1-01:5 （加速时间1:5S）C1-02:5 （加速时间2:5S）D1-01:00（频率指令1：00HZ O1-03设定）D1-02:15（频率指令2：15HZ 多段速指令1 ON）D1-03:25（频率指令3：25HZ 多段速指令2 ON）D1-04:30（频率指令4：30HZ 多段速指令1，2 ON）D1-05:40（频率指令5：40HZ 多段速指令3 ON）。
起重机变频器在下降时的控制方法【导语】起重机变频器是现代起重机械中不可或缺的核心控制部件，它通过调节电机的工作频率，实现对起重机械运动速度的精确控制。
在起重机的下降作业中，变频器的控制方法尤为重要，不仅影响作业效率，还关系到操作安全。
本文将详细介绍起重机变频器在下降时的控制方法。
### 起重机变频器下降控制基础起重机变频器在下降时的控制目标是确保重物平稳、准确、安全地到达指定位置。
这需要变频器根据重物的重量、下降速度要求以及钢丝绳的伸缩特性等因素，调整电机的转速和扭矩。
### 控制方法1.**速度闭环控制**：- 通过在下降过程中设置速度传感器，实时监测重物下降速度。
- 变频器根据速度反馈信号调整输出频率，形成闭环控制，保持下降速度恒定。
2.**位置闭环控制**：- 在起重机上安装位置传感器，获取重物的实时位置信息。
- 变频器根据位置信号调节电机转速，确保重物在预定位置精准停止。
3.**PID控制算法**：- 利用比例-积分-微分（PID）控制算法，对下降过程进行优化控制。
- 通过调整PID参数，减少下降过程中的振荡和超调，提高控制精度。
4.**启动和制动控制**：- 在下降启动阶段，采用软启动方式，减少对机械和电机的冲击。
- 在接近目标位置时，提前逐渐减小电机功率，实现平稳制动。
5.**能量回馈控制**：- 利用变频器的能量回馈功能，在下降过程中将重物的势能转换为电能回馈给电网，提高能效。
### 安全措施- 设置下限位保护，当重物下降到最低位置时自动停止。
- 采用失速保护功能，当变频器检测到电机负载过重或速度异常时，立即停止下降动作。
- 紧急停止按钮，确保在紧急情况下可以立即停止所有动作。
### 结语通过上述控制方法，起重机变频器能够确保下降过程的平稳性和安全性，同时提高作业效率和能源使用效率。
行车控制变频调整控制方案
导语：行车是一种内部搬运设备，广泛应用于车间和仓库。
一般情况下行车由四个锥形电机驱动，前后运动两个电机，左右运动一个电机，货物上下运动一个电机。
一、行车设备介绍：
行车是一种内部搬运设备，广泛应用于车间和仓库。
一般情况下行车由四个锥形电机驱动，前后运动两个电机，左右运动一个电机，货物上下运动一个电机。
行车电机可以用工频方式，通过接触器直接起动、停车、正转、反转，但启动电流大，设备处于冲击工作状态，振动大，噪声大，影响设备使用寿命，需要定期更换接触器，而且搬运定位精度低。
行车电机用变频器驱动，主回路无触点控制、无极调速，起动电流小，无冲击，无振动，噪声小，起升、行走定位准确，生产效率高，维护费用低。
变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，减少了行车故障，提高了安全性能。
二、行车控制系统配置：
1、AD300开环矢量控制变频器一台，控制前后运动的两台相同规格电机，变频器容量是两台电机容量之和，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。
2、AD300开环矢量控制变频器一台，控制左右运动的电机，变频器容量和电机容量相同，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。
3、AD300开环矢量控制变频器一台，控制上下运动的一个电机，变频器容量比电机容量提高两个规格，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。
单梁行车变频控制行车的电气传动系统由提升电机(主钩电机)、大、小车电机组成，分双梁和单梁，双梁行车一般均为交流绕线式电动机，采用转子串电阻的方法启动和调速。
单梁行车都为起重专用锥形电动机。
由于振动大，操作频繁，冲击电流大，所以用接触器控制的电气系统中，接触器的触头因电机经常有冲击电流而烧坏。
造成维修量大，维修成本高,耽误生产工期，影响生产线停产损失更加不可估量。
所以改变频控制是必然的趋势。
下面就以单梁起重机起吊重量为10吨。
车间环境非常恶劣，有大量的工序需要单梁起重机起吊来完成，单梁起重机操作非常频繁，老的电气系统采用的是接触器控制，维修非常频繁，影响生产。
改造实施方案：主钩电机13KW，选用施耐德变频器（矢量型，变频机构为满足单梁起重机主起升机构负重平稳运行，必须采用高力矩矢量型变频器。
）大车电机1.5KW两台，选用变频器通用型，一台变频器带两台电机。
小车电机0.8KW，选用变频器型号为通用型。
由于锥形电机特殊的结构原理，电机一端是输出轴，另一端是由弹簧连接的刹车盘，电机在运行是由输入电压把弹簧弹出从而推动刹车盘伸出。
电机在停机时定子无电压输入弹簧没有磁场的作用下弹回带动刹车盘回原位，刹车盘与电机外壳接触磨擦产生制动使电机瞬间停机。
根据电机这一特性改用变频器控制时必需考虑以下几个方面问题（1）在电机起动时加速时间要快，加速过慢电机转子转动由于低速时电压低磁通不够刹车盘打不开把电机轴承盖冲坏。
（2）下限频率尽量设高。
电机低于30HZ运行有可能打不开刹车盘把电机轴承盖冲坏。
（3）停机方式要设为自由停机方式，因为电机停机是靠刹车盘磨擦机械停车。
不需要用电气减速停车。
（4）单梁起重机运行是三维空间运行，变频器要安装在单梁起重机的主电源箱旁边的机架上，在运行程中机械振动大，所以在安装时要加防振垫以减少机械振动从而影响变频器使用性能。
行车上主要传动部分有提升机构、大车和小车, 提升机构根据额定负载吨位要求, 选择的变频器大小各不相同。
提升电动机一般自身带机械抱闸机构，抱闸机构与电动机动作的时序配合十分重要，以往不采用变频器控制时，往往启动时电流和机械冲击很大，在时序配合不好时还会产生溜钩现象，提升和下放的速度也无法控制，采用iAStar系列变频器后，运行性能大为改善。
iAStar系列变频器用在提升机构上，考虑到其特殊性，在变频器内部内置了机械抱闸逻辑顺序控制功能，使用户无需过多考虑，很方便地解决以往出现的题目。
其他品牌的变频器由于在变频器软件设计上缺陷，用户只好通过外部监测和时间延迟的方法来解决，往往在现场需要反复试验校正，才能达到实际要求。
机械抱闸逻辑顺序功能控制图如附图所示。
在iAStar系列变频器内部I/O菜单中，我们可以设定R2输出继电器为“Brake logic control”，在调整菜单中，出现如下5个参数，分别代表:l Ibr，制动抱闸开释时电流;l brt，抱闸开释时间延迟;l ben，抱闸投进频率;l bet，抱闸投进时间延迟;l bip，抱闸开释时瞬间力矩方向设置。
有了以上这些特殊功能参数，我们可以很方便通过调整这些参数满足起重现场要求，如根据吊装重物的重量情况和抱闸机械时间常数，适当调整Ibr和brt，同时设置bip功能，使抱闸开释时电动机有足够的力矩，保证重物提升过程时在空中不会溜钩;同样，停机时适当调整ben和bet，使变频器输出频率还没到零时抱闸已动作，确保停机时重物不会下坠。
应用中速度给定一般采用多段速度的给定方式，通过逻辑端子可以很方便实现，而速度大小可以很方便地通过内部预置速度的修改来达到。
而以往不采用变频调速时，往往采用电磁调速，需要通过改变串接的电阻大小来实现，产生的题目是调速范围小，电阻能耗大，需要经常维修。
要考虑到不同于锥形电动机的应用，停车方式应为减速停车方式，即把控制菜单中的STT参数应设为“Ramp stop”，变频器一旦接到停车命令，沿设定的减速斜坡Dec停车，当输出频率降到设定的抱闸投进频率ben，抱闸开始动作。
同样，在该应用中，有一个参数必须事先检查的是传动菜单里的“brA”参数，该参数在起重应用中务必设为“No”，不能让变频器在电动机减速过程中自由地延长减速时间，否则，在重物下放过程中，可能会产生溜钩或下坠现象。
变频器在这类应用选型时同样要放大一到二档使用，同时，一定要选择阻值和功率相匹配的能耗制动电阻。
iAStar系列变频器除了能提供以上突出功能外，还有很多优点，如低频出力大、内置了输进滤波器、电抗器以及制动单元等，体积小，空间紧凑。
iAStar系列变频器在大小车上的应用大车驱动一般分两台同样电动机驱动，我们采用一台iAStar系列变频器驱动两台电动机，选型上主要考虑两电动机电流和是否与变频器的额定电流相匹配，小车采用单电机驱动，选型上也是根据电流选择。
采用变频器后大小车运行十分平稳，消除了以往如大车平移时，吊钩在空中晃动、震动现象十分明显的现象，采用变频器与不采用变频器，运行性能改变十分明显。
变频器接线图--PLC在行车电气控制回路改造中的应用1 引言某厂抓矿行车采用绕线式异步电动机转子串接频敏电阻器进行启动和调速，这种继电器-接触器控制方式在实际运行中存在着以下问题:(1) 行车工作环境恶劣，工作任务繁重，电动机所串频敏电阻器烧损、断裂和接地故障时有发生，造成电动机频繁烧损;(2) 由于机体震动及导电性粉尘环境，继电器-接触器控制系统的可靠性差、故障率高、维护困难、维护费用高、检修工人疲于维护;(3) 转子串频敏电阻器调速，机械特性软，负载变化时，运行不平稳，且运行中频敏电阻器长期发热，电能浪费严重;(4) 各接触器在大电流状态下频繁分断、吸合，造成电网高次谐波污染严重，电网功率因数低。
于是该厂采用了PLC代替了继电器-接触器控制，将变频器代替电动机转子串频敏电阻器的调速方式，改造后，运行效果显著，解决了以上问题。
2 PLC控制的行车变频拖动系统组成2.1 系统组成行车的大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机都需独立运行，大车有两台电机同时驱动，小车、抓斗提升、抓斗开闭各为一台电机驱动，整个系统有5台电机。
为了保证各部分安全运行互不影响，采用了4台变频器拖动，并用4台PLC分别加以控制，系统组成如图1所示:图1 PLC控制变频拖动系统组成PLC接收主令控制器的速度控制信号，该信号为数字量控制信号，信号电平为AC220V。
这些信号包括:主令控制器发出的正、反转信号、电机过热保护信号、安全限位信号及启动、急停、复位、零锁等信号，全部信号采用汇点式输入。
PLC针对这些信号完成系统的逻辑控制功能，并向变频器发出起、停、正、反转及调速等控制信号，使电动机处于所需的工作状态。
变频器接收PLC提供的控制信号，并按设定向电机输出可变频、变压的电源，从而实现电机的调速。
操作人员按实际需要通过主令控制器向PLC 发出各种控制信号。
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缘，当电压上升到设定值时，接入泄能电阻来消耗直流电路的这部分能量，保证变频器安全运行。
2.2 变频器与PLC通信系统采用现场总线方式代替传统的模拟量或开关量方式控制变频器。
系统中，小车及提升变频器通过选件模块连接至Profibus-DP总线上，综合考虑数据传输的实时性及稳定性，系统选用PPC-3作为数据传输格式，波特率选择387.5kbps。
采用总线结构后，系统进一步优化，具体表现如下:(1) 布线简单只需1根两芯的屏蔽双绞线，而采用别的方式至少要4根电缆，从而减少了维护工作。
(2) 给定稳定避免了因信号的漂移、电磁干扰等诸多因素而引起模拟量给定抖动，因此系统速度给定更加可靠。
(3) 速度连续相对于采用开关量作为速度给定的系统，速度给定由离散量变成了连续量，使得变频器可以接受来自ＰＬＣ的速度微调指令，以实现抬吊作业平衡。
2.3 备用应急系统当总线干缆或总线上某点出现损坏时，有可能使系统无法正常工作。
因此，系统中设有一套备用的系统，以防止紧急情况下总线不能正常使用，但又不能停止作业的工况。
变频器设有两套控制方式，一套采用总线通信，用于正常控制;一套采用开关量控制，用于应急状况。
通过PLC切换两套参数，两套参数在手柄档位的速度给定上完全一致，因此从使用角度感觉不出两套参数的切换。
2.4 同步与纠偏行车在抓斗提升抬吊作业时，系统进入自动纠偏模式，以保证吊钩在抬吊时钢丝位置同步。
由于机械安装时磨擦阻转矩，机械抱闸的调整不可能完全一致，因此系统不采用动态实时纠偏，而采用一种折衷方案，其工作原理为:首先，系统在ＰＬＣ中设置2个阈值，阈值1用于启动吊钩的自动纠偏，阈值2用于结束自动纠偏;其次，ＰＬＣ读入安装在起升卷筒上编码器的数据并实时计算起升高度;再次，ＰＬＣ比较所读入的2个起升高度，当2个高度之差大于阈值1时，ＰＬＣ将一个微小的速度偏差量叠加在由手柄确定的基准速度上，当两个高度之差小于阈值2时，取消该偏差量，通过惯性进一步减少起升高差;最后，ＰＬＣ将计算合成后的速度值能过Profibus-DP下载至变频器中，作为抓斗提升电机的速度给定。
3 PLC软硬件设计及应用3.1 PLC的硬件设计行车大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机分别由不同的PLC控制，大车、小车、提升、开闭电机都运行在电动工作状态，变频器及PLC的控制结构及软、硬件实现基本相同。
提升电机运行状态有电动、反接制动、再生制动等状态，变频器及PLC之间的控制结构较大车、小车复杂。
以提升电机为例，其PLC的I/O接线如图2所示，变频器接线图如图3所示。
3.2 车的工作过程图2 PLC系统的I/O接线图图3 变频器接线图当行车的驾驶室及横梁拦杆的门关好后，1#、2#安全开关的常闭接点打开，急停开关断开，主令控制器置于零位，此时才能按下启动按钮，接通电源。
当主令控制器置于上升档位，电机正转，通过调节速度档位，控制变频器输出不同的电压，达到调节抓斗提升电机的转速。
当主令控制器置于下降3挡且满负荷时，电机正转，此时电机处于反接制动状态。
当主令控制器置于下降2挡且负荷较重时，为强制下降阶段，电机反转，在重力加速度的作用下，电机进入再生制动状态。
另外，当电机由稳定高速向低速换档极快时，电机也会进入再生制动状态。
当主令控制器置于下降1挡时，电机反转，处于电动状态。
运行中，不论何种原因电机停止运转，为防止重物急速下降，保留了原来的三相液压制动器。
在紧急状态下，可按下急停按钮，一方面机械制动器动作，另一方面，将变频器紧急停机控制端EMS接通，变频器停止工作。
当抓斗提升电机因故障跳闸，热继电器动作，电机过载等动作，在故障排除后，可按下复位按钮，接通变频器复位控制端RST，使变频器恢复到运行状态。
