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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。
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PLC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PLC在系统中的具体应用。
1、桥式起重机拖动系统1.1 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10t）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。
1.2 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。
1.3 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0.65），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150%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。
PLC和变频器桥式起重机控制系统设计毕业设计毕业设计题目：PLC和变频器桥式起重机控制系统设计摘要：本文以桥式起重机为研究对象，通过PLC和变频器控制系统设计，实现对桥式起重机的自动化控制。
首先，对桥式起重机的工作原理和结构进行了详细介绍；然后，分析了PLC和变频器在桥式起重机控制系统中的优势和应用；最后，进行了PLC和变频器桥式起重机控制系统设计。
关键词：桥式起重机；PLC；变频器；控制系统；自动化一、引言桥式起重机是一种非常常见的起重设备，广泛应用于工厂、码头、港口等场所。
它具有运载能力强、工作灵活、结构稳定等特点。
目前，为了提高桥式起重机的操作效率和安全性，许多企业将自动化控制引入到桥式起重机中。
二、桥式起重机的工作原理和结构桥式起重机一般由桥架、行车和起重机构等组成。
工作时，起重机电机通过驱动机构提供动力。
起重机构由卷筒、悬挂系统和钩组成。
具体工作原理和结构可参考相关教材。
三、PLC和变频器在桥式起重机控制系统中的应用PLC和变频器作为现代自动化控制的重要组成部分，广泛应用于桥式起重机控制系统中。
PLC主要负责控制逻辑的实现，如控制起升、小车前后移动、大车左右移动等操作；变频器则用于控制电机的转速，实现对起重机各部分的精确控制和调速。
四、PLC和变频器桥式起重机控制系统设计1.系统硬件设计根据桥式起重机的实际需求和控制要求，选择合适的PLC和变频器设备，并搭建起相应的控制系统硬件平台。
2.系统软件设计利用PLC编程软件进行控制逻辑的设计和实现，包括起升、小车前后移动、大车左右移动等操作的代码编写。
同时，利用变频器的调试软件，设置合适的参数，实现电机的精确调速。
3.系统测试和调试将设计好的控制系统连接到实际的桥式起重机上，进行系统的测试和调试。
通过不断调整参数，检查系统运行状态，确保系统性能满足要求。
五、总结通过本文的研究，我们成功设计出了基于PLC和变频器的桥式起重机控制系统。
该控制系统具有自动化程度高、操作灵活、性能稳定等优点，可以提高桥式起重机的工作效率和安全性。
![[电子设计论文精品]基于PLC的起重机变频调速系统设计)](https://img.taocdn.com/s1/m/4ab9eb70a45177232f60a2a9.png)
本科毕业设计（论文）题目：基于PLC的起重机变频调速系统设计学院：电气工程与自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生：指导教师：职称：副教授时间：2017年6月3日本科毕业设计（论文）任务书电气工程与自动化学院电气专业 2013级（2017 届）3班学生题目：基于PLC的起重机变频调速系统设计专题题目（若无专题则不填）：原始依据(包括设计(论文)的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：常用的桥式起重机大多存在电能浪费严重、自动化水平低等问题, 随着计算机技术和自动控制技术的不断进步与发展，许多领域中都引入了计算机自动检测与控制技术。
现设计一种全新的基于无线网络、PLC和变频回馈装置的高性能起重机控制系统, 把基于可编程序控制器PROFIBUS总线和变频器应用于桥式起重机控制系统上,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。
主要内容和要求：(包括设计(研究)内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求)：一、硬件部分：该课题所需要的硬件包括CPU315-2DP型号的S7-300,变频器6SE70,电机，触摸屏等。
二、软件部分：主要分为两部分：1.主程序通过调用功能FC实现五段调速，并将FC输出值通过在主程序中转换后通过DP通信传送给变频器。
2.PLC S7-300通过调用SFC15把发送数据打包，调用SFC14把接收数据解包，并且输入输出按实际需要的产生动作。
由上叙述可知本课题所需要的技术有：PLC S7-300，变频器、检测技术等。
所以不仅要求学生具有系统的专业综合理论知识，而且要具有一定的创新实践能力和应用能力、分析与解决问题的能力。
日程安排：主要参考文献和书目：[1]刘艳梅，任双艳，李一波编著.S7-300 可编程控制器（PLC）教程.北京：人民邮电出版社，2008.1:150～178.[2]张运刚，宋小春，郭武强编著.西门子S7-300/400PLC技术与应用：人民邮电出版社，2007.8：224～350.[3]陈雨春，李景学.可编程控制器应用软件设计方法与技巧.北京:电子工业出版社，1992:5～16，34～65.[4]佟纯厚.近代交流调速技术.冶金工业出版社，2008.7:41～58.[5]张燕宾.SPWM变频器调速应用技术.北京机械工业出版社,1997:12～33.[6]丁斗章.变频调速技术与系统应用〔M〕.北京:机械工业出版社，2005.[7]马宁，孔红.S7-300PLC和MM440变频器的原理与应用〔M〕.北京:机械工业出版社，2006.[8]刘小庆.基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用[M].武汉科技大学，2005.[9]张三豹.变频调速起重机中的PLC.起重运输机械，2001:27～29.[10]SIEMENS公司.SIMATIC S7一300可编程序控制器系统手册.2002.[11]朱少祥.可编程控制器(PLC)原理及应用.上海交通大学出版社，1998.[]许大中.交流电动机调速理论.杭州:浙江大学出版社，1991.[12]Germany Profibus Interface Center/lab.Manfred Pop The Rapid Way to PROFIBUS-DP〔M〕, 1997:167～169.[13]S7-300 Module Specifications:l-18，22～24.[14]赵庆林.用变频调速器实现过程的自动控制.石油化工自动化,2003,2:34～35.[15]王梅生.变频调速在起重机中的应用.起重运输机械，1999,(2):6～10.[16]满永奎.通用变频器及其应用.北京:机械工业出版社，1995.[17]张扬,蔡春伟,孙明健.S7-300PLC 原理与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2007.指导教师（签字）：2017年3月4 日注：本表可自主延伸，各专业根据需要调整。
采用PLC技术改造抓斗桥式起重机1. 前言：炼铁厂供料车间抓斗桥式起重机原控制电路采用71-时间继电器平衡切除电阻，实际使用中JT3型直流时间继电器每月常常损坏4-5个这是因为一合上控制电源开关，1个时间继电器就全部处于通电状态，设计不甚合理；其次抓斗装卸作业高节奏使得时间继电器频繁动作，其线圈有1万多匝，线径小于 0.2mm2，消耗功率约16W，正常工作时发热比较严重，导致绝缘老化，每次线圈得、失电瞬间又会产生很大的反电动势，极易击穿绝缘损坏线圈，特别是工作现场环境差、煤粉尘多、震动大、电化腐蚀严重等加剧了时间继电器的损坏.2. PLC简介：可编程控制器(Programmable controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已大大超过了逻辑的控制范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC，但是为了避免与个人计算机相混淆，所以，将可编程控制器简称 PLC。
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。
国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
基于PLC、变频器的桥式起重机控制系统设计要求一、桥式起重机的简述桥式起重机（又叫天车）是是一种用来起吊、放下和搬运重物，并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运设备，是目前工矿企业中应用十分广泛的一种起重搬运吊装设备。
桥式起重机一般分为3-4个基本机构：用于提升重物的起升机构（起升机构分为主起升和副起升结构）、用于移动重物的纵向移动机构（即桥式起重机的小车运行机构）和用于移动重物的横向移动机构（即起重机的大车运行机构）。
桥式起重机的基本结构如图1所示。
图1.1 通用桥式起重机的结构图1）桥架桥架是桥式起重机的基本构件，它由下列部件构成：主梁：用于铺设供小车运行的钢轨。
端梁：在主梁的两侧，用于和主梁连接并承受全部载荷。
走道：在主梁外侧，为安装和检修大小车运行机构而设。
主梁横跨在车间中间，主梁两端有端梁，组成箱式桥架。
两侧设有走道，一侧安装大车移行机构的传动装置，使桥架可在沿车间长度铺设的轨道上移动。
另一侧安装小车所有的电气设备。
主梁上铺有小车移动的轨道，小车可以前后移动。
2）大车运行机构用于拖动整台起重机顺着车间作“横向”运动（以驾驶室的坐向为准），由大车电动机、制动器、传动轴、万向联轴节、车轮等部分组成。
3）小车运行机构小车俗称跑车，用于拖动吊钩及重物顺着桥架作“纵向”运动，主要由小车电动机、制动器、减速装置等部分组成。
它的传动系统如图4-5所示。
小车移动机构由小车电动机6经立式减速箱7拖动小车前后移动，两端装有缓冲装置和限位保护开关。
4）起升机构用于拖动重物作上升或下降运动，由吊钩电动机、减速装置、卷筒和制动器等部分组成。
由提升电动机1经卧式减速箱2拖动卷筒3旋转，通过钢丝绳5使重物上升或下降大型起重机（超过10t）装有两个起升机构：起升机构（主钩）和副起升机构（副钩）。
10t及以下的桥式起重机，通常只装有一套提升机构--主钩；通常主钩与副钩不能同时起吊重物。
桥式起重机的起升机构是通过控制三相异步电动机的正反转，经过联轴器和减速器带动绕有钢丝绳的卷筒，使吊钩升或降。
存档日期：存档编号：本科生毕业设计（论文）论文题目：基于PLC的桥式起重机变频改造姓名：陈铁柱系别：机电工程系专业：电气工程及其自动化年级、学号：12Z电气108320003指导教师：贾传圣江苏师范大学科文学院印制摘要桥式起重机是企业生产中用来搬运货物的重要设备。
在长期使用后，某厂15/ST桥式起重机频繁的出现故障，使工厂的正常生产受到了严重的影响。
在不改变桥式起重机运行机构的条件下，可使用交流变频调速器和可编程控制器，对该设备的起升系统进行电气控制技术改造，并设计了配套的技术改造方案，主钩电机调速选用FR-A540-45 W变频器；副钩电机调速选用FR-A540-1 SW 的变频器；并使用三菱FX2N-80MR作为起升系统的电气PLC控制器。
本文结合交流变频技术与PLC控制技术，根据工厂设备的要求，绘制了变频器的端口接线图，定义可编程控制器的输入和输出端口并绘制端口接线图。
设计了起升装置的PLC梯形图；编写了相应的PLC控制程序。
解决了设备在控制过程中存在的安全隐患，提高了控制精度。
关键词:桥式起重机起升装置改造交流变频调速可编程控制器AbstractBridge crane is one of the important equipment used to transport goods in enterprise production. After using for a long time, a factory 15/2T bridge crane frequent malfunction, have seriously affected normal production of the factory.Without changing under the condition of bridge crane operation mechanism, can use ac frequency conversion speed regulator and programmable controller, the equipment of the hoisting system of electrical control technology renovation, and design form a complete set of technical transformation scheme, main hook to choose FR - A540-45 W inverter motor speed; Vice hook to choose FR-A540-motor speed frequency converter; And the use of mitsubishi FX2N-80-MR lifting system of electrical PLC controller.Based on the ac frequency conversion technology and PLC control technology, according to the requirement of the factory equipment, made port wiring diagram of the inverter, definition of the programmable controller input and output ports and draw port wiring diagram. Design the PLC ladder diagram of lifting device; Write the corresponding PLC control program. To solve the hidden trouble in security equipment in the control process, improve the control precision.Keywords: bridge crane hoisting device transform ac frequency control of motor speed programmable controller目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 桥式起重机的组成 (1)1.3 桥式起重机电气控制系统 (1)1.4 桥式起重机电气设备及功能 (2)1.5 桥式起重机电气故障分析 (3)1.6 改造方案研究 (4)1.7 本章小结 (5)2 桥式起重机电气改造方案研究 (6)2.1 确定起重机升降机构的电气系统改造方案 (6)2.2 本改造方案的优点 (6)2.3 本章小结 (7)3 三相交流异步电机变频调速和PLC控制技术基础 (8)3.1 三相异步交流电动机变频调速的优点 (8)3.2 变频调速器 (9)3.3 PLC控制技术基础 (11)3.3.1 可编程序控制器概述 (11)3.3.2 PLC的性能指标 (11)3.3.3 可编程控制器的分类 (11)3.3.4 可编程控制器的基本运用 (12)3.3.5 可编程序控制器的特点 (13)3.3.6 可编程控制器的组成及原理 (14)3.2 编程语言 (15)3.3 可编程控制器的工作原理 (16)3.4 本章小结 (18)4 起重机的电气系统改造硬件选择 (19)4.1 起重机升降装置改造前主要参数 (19)4.2 主钩电机与副钩电机基于功率的定型 (19)4.3 主、副钩变频器选型 (20)4.4 可编程控制器的选型 (22)4.4.1 可编程控制器的输入输出点表统计 (22)4.4.2 电气控制PLC的选型确定 (24)4.5 本章小结 (24)5 起重机起升装置的电气控制系统的改造接线 (25)5.1 可编程控制器的输入输出点定义 (25)5.2 起升装置的改造接线 (26)5.3 电气控制PLC程序设计 (28)5.4 本章小结 (29)6 桥式起重机电气系统改造施工及调试 (30)6.1 起重机改造设备的采购及施工 (30)6.2 本章小结 (31)致谢 (33)参考文献 (34)1 绪论1.1 选题背景桥式起重机是企业生产中用来搬运货物的重要设备，它是可沿轨道运行的桥梁式结构起重机。
题目：基于PLC桥式起重机控制系统基于PLC桥式起重机控制摘要本文研讨基于可编程序控制器（PLC）和变频器的桥式起重机控制系统的改进。
阐述了交流桥式起重机在实际中的应用以及PLC在改造方案中的确定，亦涉及在改造过程中设备的选型。
本文以西门子S7-200系列PLC为例，讲述了PLC在交流桥式起重机改造中的的控制方案。
与传统控制方案相比，采用PLC控制的桥式起重机可以简化繁重的设备，使控制更加安全可靠。
从经济效益与环境效益的角度分析，本设计虽然前期投入一部分资金用于购买PLC及变频器等设备，但是长期运行后的维修成本远低于原系统，并且节能可达30%左右。
设计中变频器通过PLC进行无触点控制，使设备运行更加准确，并且减轻了人员的劳动强度，提高了工作效率。
关键词桥式起重机变频器 PLC 控制系统ABSTRACTThis text discussion the improved design of bridge crane control system based on PLC and frequency converter. Introduced the application of Bridge crane, the application of PLC in reconstructive transform and choosing the device. The text takes Siemens S7-200 PLC series as an example, introduced the control project of Bridge crane system. Compared with traditional control scheme，PLC-based Bridge Crane can Simplify the heavy equipment，and make control more safety and reliable.Analysis from economic benefits and environmental benefits,The maintenance cost is far below original system after long-term operation，and Saves about 30% of energy，beside a fond musts put into buying PLC and inverter and other equipment . In this design, Inverter non-contact programmable controller controls the equipment to run more accurate, as well as reduced labor strength, increased efficiency.Key words:bridge crane; frequency converter; PLC; control system目录第一章绪论 (1)1.1 桥式起重机的简介 (1)1.2 主要研究内容及意义 (1)第二章控制方案设计 (4)2.1系统组成 (4)2.2 大车控制系统的设计 (4)第三章系统硬件设置 (6)3.1变频调速 (7)3.1.1变频调速的基本原理 (7)3.1.2变频器的选用 (9)3.2电动机的选择 (12)3.3 常用辅助器件的选择 (14)3.4 可编程控制器 (17)3.4.1 PLC的概述 (17)3.4.2 PLC的选型——SIEMENS S7-200 (18)3.4.3 I/O端口分配 (20)3.4.4 PLC系统接线方式 (21)第四章系统软件设计 (23)4.1 主程序 (24)4.2 公用程序 (25)4.3 大车控制程序 (27)4.4 其他子程序设计 (29)第五章设计总结 (30)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (41)第一章绪论1.1 桥式起重机的简介桥式起重机广泛应用在室内厂房、仓库、室外码头、储料场等，是很重要的起吊、搬运设备，为此要求其具有高效、灵活并且安全可靠。
优秀通过答辩本科毕业设计（论文）摘要桥式起重机是机械生产中最常用的一种起重机械，在生产过程中起着非常重要的作用。
所以提高桥式起重机的运行效率，确保运作过程中的安全保障和降低生产成本是非常重要的。
传统的桥式起重机一般都是采用起重用绕线式交流异步电动机拖动。
起升机构和运行机构上的电机一般都是采用转子串电阻调速方式。
这种调速方式操作复杂，可靠性差，故障率高，且电能浪费大，效率低。
随着近几年控制技术的飞速发展，我们可以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等技术应用到桥式起重机控制系统中。
本次设计主要讨论的是基于可编程序控制器（PLC）和变频器的桥式起重机控制系统的改进。
并且阐述了PLC和变频器控制的基本原理。
PLC系统采用西门子公司的S7-200，能控制起重机大车、小车的运行方向和速度，吊钩的升、降方向和速度，同时能检测各个电机故障现象。
该设计主电路中改变电动机的工作状态主要由变频器来实现，在控制电路中实现桥式起重机的各种功能主要由PLC来实现。
最后对可编程控制器进行软件设计，编制出安全可靠高效的控制程序。
关键词：桥式起重机；变频器；可编程控制器AbstractBridge crane is the mechanical production of the most commonly used as a hoisting machinery, plays a very important role in the process of production. So to improve the efficiency of bridge crane, ensure the security operation process and reduce cost of production is very important.Traditional bridge crane is used commonly on reuse of wound rotor asynchronous motor drag communication. Hoisting mechanism and operational mechanism on the motor rotor series resistance speed control mode is generally adopted. But this way of speed regulating operation complexity, poor reliability, failure rate is high, and the power waste, low efficiency. With the rapid development of control technology in recent years, we can according to the above problems existing in the bridge crane control system, the programmable controller and frequency converter is applied to the bridge crane control system, and has carried on the detailed design.This design is mainly discussed the improvement of the programmable controller (PLC) and inverter bridge crane control system. And expounded the basic principles of PLC and frequency converter control. Adopting Siemens S7-200 PLC system, can control the crane cart, the direction and speed of the car, the ascending and descending direction and speed of the hook, at the same time can detect various motor fault phenomenon. In this design,Changing the working state of the motor in circuit mainly by the frequency converter device to realize.In the control circuit to achieve the functions of bridge crane is mainly composed of PLC to realize. Finally the programmable controller software design, develop the safe, reliable and efficient control program.Key words: Bridge crane; frequency converter; programmable logic controller目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录........................................................................................................................................... I II 1 绪论 (1)1.1桥式起重机的简介 (1)1.2本课题研究的内容和意义 (1)1.2.1 课题设计的内容： (1)1.2.2 课题设计的意义 (2)1.3国内外起重机控制系统的发展状况 (2)2桥式起重机的控制 (3)2.1桥式起重机的主要结构及运动形式 (3)2.2传统桥式起重机的控制原理 (4)2.3传统桥式起重机控制系统的缺点 (5)2.4控制方案的设计 (5)3 桥式起重机控制系统的硬件设计 (6)3.1系统硬件设计 (6)3.2PLC实现的主令控制器 (6)3.3电机的选用 (7)3.3.1 变频调速对电动机的要求 (7)3.3.2 变频起重机系统中电动机的选型 (7)3.3.4 计算及电机的选取 (8)3.4变频器 (10)3.4.1 变频器选型 (10)3.4.2 变频器的主电路 (10)3.4.3 变频器的控制电路 (11)3.4.4 变频器选择及电流验证 (12)3.4.5 变频器主要参数设置 (13)3.5制动电阻的选择 (14)3.6可编程控制器 (14)3.6.1可编程控制器的概述 (14)3.6.2 可编程控制器选型 (15)3.6.3 I/O端口分配 (16)3.6.4 PLC系统接线方式 (17)3.7安全措施 (18)4 系统软件设计 (19)4.1主程序 (19)4.2公用程序 (20)4.3大车控制程序 (23)4.4其他子程序设计 (25)5 结论及展望 (28)5.1结论 (28)5.2展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1桥式起重机的简介在工业生产中广泛使用各种起重机械，对物料作起重、运输、装卸和安装等作业，广泛应用在工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。
