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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。
畢業設計（論文）答辯委員會畢業設計（論文）成績評定書專業班級：08電氣自動化姓名：畢業設計（論文）課題：橋式起重機PLC控制改造設計經畢業設計（論文）答辯，評定該同學的畢業設計（論文）成績為畢業設計（論文）答辯委員會主任：副主任：年月日畢業設計（論文）任務如下：1、畢業設計（論文）課題：橋式起重機PLC控制改造設計2、原始資料：橋式起重機電路原理圖3張，起重機電氣元件表一個，該起重機的主鉤採用主令控制器控制，副鉤、大車、小車行走機構採用凸輪控制器控制，該起重機超載保護採用過流繼電器，各方向均設有行程限位開關。
整個起重機控制系統共有5臺電動機。
3、設計要求：把上述起重機的繼電-接觸器控制系統改造成PLC 控制，完成控制系統圖繪製和PLC接線圖的設計，主要完成PLC的選型設計和地址分配。
4、設計時間：指導教師：教務處主任：年月日指導人評語：目錄第1章绪论 (1)1.1 过程控制技术的发展概述 (4)1.2 对起重机控制电路进行PLC改造的意义 (5)1.3本设计的主要内容 (6)第2章桥式起重机电气控制 (7)2.1 桥式起重机简介 (7)2.2桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求 (9)2.3 起重机电动机的工作状态分析 (10)2.4 起重机控制原理分析 (12)第3章起重机PLC控制系统的设计 (23)3.1 可编程序控制器的功能和特点 (23)3.2 PLC控制系统的设计基本原则与主要内容 (24)3.3 PLC硬件的选择 (26)3.4 节省PLC输入输出点数的方法 (29)3.5 PLC的选型设计 (31)第4章桥式起重机PLC控制系统的程序设计 (42)4.1 PLC控制程序设计的一般步骤 (42)4.2 桥式起重机控制程序的设计 (43)第5章桥式起重机PLC控制系统的检修 (52)5.1 桥式起重机常见故障及可能原因 (52)5.2 20/5T桥式起重机电气控制线路的常见故障检修 (53)参考文献 (55)结束语..................................................................................................... 错误！未定义书签。
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。
基于PLC控制的桥式起重机电气设计摘要：桥式起重机是工业建设当中经常应用的设备类型，电气设计是其核心。
在本文中，将就基于PLC控制的桥式起重机电气设计进行一定的研究。
关键词：PLC控制；桥式起重机；电气设计；1 引言在企业生产中，桥式起重机是经常应用的生产工具。
在其传统控制系统中，具有较高的故障率且接线较为复杂，在实际维护当中存在较大的困难。
对此，就需要能够以PLC方式的应用实现其电气系统的重新设计，在提升其智能化水平的基础上提升生产效率。
2桥式起重机概述在起重机电气控制系统中，其由两台PLC组成的网络作为控制核心，即其中一台为主站，另一台为从站。
系统通过变频器的应用实现大车、电动机、主钩以及小车的驱动，并通过相应制动单元的配置实现制动能耗消耗以及电气元件的保护。
为了能够获得更高的定位精度，则在不同机构电机轴上安装增量光电编码器作为反馈，以此将信号实现向变频器的反馈，由变频器实现力矩同速度间的控制。
而在两台起重机电机变频调速系统、起升电机变频调速系统以及小车电机变频调速系统间都具有并车控制电路以及同步控制电路的设置，在实际工作中，可以根据自身需求在其中一台起重机司机室中操作，而另一台起重机则将以较高精度的同主控设备保持位置以及速度方面的同步，以此对多吊点起吊的可靠、安全进行实现。
在系统中，通过PLC技术的应用实现不同部件之间的联系，驾驶室方面，在通过主令实现控制的基础上向PLC发出上升、下降、并车以及启动指令，而对应PLC则会将之前写好的程序指令进行调用，以此变频器速度切换以及正反转各项操作的控制。
3 系统特点3.1 PLC控制系统同传统接触器线路相比，通过PLC技术的应用，则能够在简化线路的基础上减少故障点数量。
通过PLC通信技术的应用，则能够对多台起重机的同步、集中控制进行实现，且能够对单台起重机的工作实现。
如果根据工作需求需要并车，主站PLC则将向从站PLC发出命令，使两台车并车同步工作。
基于PLC控制的桥式起重机电气设计[摘要]本文介绍一种采用PLC控制的起重机电控系统，该系统采SIMENS S7-200型PLC实现起重机的安全保护及各机构的正常运转，其控制线路简单，安全可靠，通过人机界面（HMI）进行故障显示，智能化程度较高。
[关键词]PLC；起重机控制系统；HMI；智能化1.引言桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一，传统的电气控制系统接线复杂，故障率高，难以维护。
本文结合生产实际，介绍一种采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重机电控系统，其控制线路简单，安全可靠，智能化程度较高，能够有效地提高生产效率。
2.总体设计方案一个完整的基于PLC控制的桥式起重机电气系统，主要由六大模块组成，分别为：（1）配电保护模块；（2）主起升机构模块；（3）副起升机构模块；（4）大车运行机构模块：（5）小车运行机构模块；（6）PLC控制模块。
通过联动台上的主令控制器、按钮等手动控制装置，把信号传递给PLC的输入模块，CPU内的程序对这些信号进行处理，再由输出模块输出控制信号控制中间继电器、指示灯、报警器、显示装置等。
中间继电器带动大的接触器，进一步控制起重机各机构电机的启动、停止及运行。
各种保护信号如限位开关、过流继电器、门开关、超载限制器等也将信号反馈到PLC的输入模块，起到安全保护的作用。
系统总图见图1。
2.1控制系统安全保护（1）安全门开关联锁保护：在门开关没关的情况下，总接触器不能吸合，在总接触器吸合的情况下，打开门开关，总接触器断开。
（2）超载保护：当起重量达到额定起重量的95％时，开始报警，达到额定起重量的105％，报警并输出停止信号，此时，起升机构只能下降，不能上升。
（3）断相、相序保护：通过断相相序保护器来实现。
（4）各机构限位保护：包括主副起升、下降限位；大车左行、右行限位；小车前行、后行限位，到达限位时，切断对应方向电源，此时，该机构只能向相反方向运行。
（5）设置急停开关，在出现紧急事故的情况下，切断总电源。
毕业设计--基于PLC的桥式起重机的设计（可编辑）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑推荐下载）基于PLC控制的桥式起重机的设计四川师范大学吴洪权指导老师邹惠林内容摘要：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The Design of PLC-based Bridge Crane SystemAbstract:This 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目录前言 (1)1 设计要求及方案选择 (2)1.1 系统设计要求 (2)1.2 题目分析 (2)1.3 系统方案选择 (2)2 系统硬件设计 (4)2.1 PLC实现的主令控制器 (4)2.2 限位器及安保电路 (5)2.2.1 限位器 (6)2.2.2 安保开关 (6)2.2.3 电磁抱闸 (6)2.3 可编程控制器 (6)2.3.1 可编程控制器特点 (6)2.3.2 可编程控制器选型 (7)2.3.3 I/O端口分配 (8)2.3.4 PLC系统接线方式 (9)2.4 变频器 (10)2.4.1 变频器控制方式的选择 (10)2.4.2 变频器容量的选择 (10)2.4.3 变频器制动电阻 (11)2.5 电动机选择 (11)2.6 安全装置 (12)2.6.1 栏杆 (12)2.6.2 限位开关 (12)2.6.3 缓冲器 (12)2.6.4 排障板 (12)3 系统软件设计 (13)3.1 主程序 (13)3.2 公用程序 (14)3.3 大车控制程序 (16)3.4 其他子程序设计 (17)4 系统仿真及调试 (18)5 设计总结 (19)附录 (20)附录1 桥式起重机PLC控制系统STL语言程序设计 (20)附录2 桥式起重机PLC控制原理图 (27)附录3 桥式起重机PLC控制系统I/O口分配表 (27)参考文献 (28)致谢前言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。
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基于PLC控制的桥式起重机电气设计(图文)
桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一。
传统的电气控制系统接线复杂。
介绍一种采用SIMENSS7-200型PLC控制的起重机电控系统。
智能化程度较高。
关键词：PLC，起重机，控制系统，HMI，智能化
1.引言
桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一，传统的电气控制系统接线复杂，故障率高，难以维护。
本文结合生产实际的，介绍一种采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重机电控系统，其控制线路简单，安全可靠，智能化程度较高，能够有效地提高生产效率。
2 总体设计方案
一个完整的基于PLC控制的桥式起重机电气系统，主要由六大模块组成[1]，分别为：1）配电保护模块2）主起升机构模块3）副起升机构模块4）大车运行机构模块5）小车运行机构模块6）PLC 控制模块。
通过联动台上的主令控制器、按钮等手动控制装置，把信号传递给PLC的输入模块，CPU内的程序对这些信号进行处理，再由输出模块输出控制信号控制中间继电器、指示灯、报警器、显示装置等。
中间继电器带动大的接触器，进一步控制起重机各机构电机的启动、停止及运行。
免费论文。
各种保护信号如限位开关、过流继电器、门开关、超载限制器等也将信号反馈到PLC的输入模块，起到安全保护的作用。
免费论文。
系统总图见图1。
2.1 控制系统安全保护
（1）安全门开关联锁保护：在门开关没关的情况下，总接触器不能吸合，在总接触器吸合的情况下，打开门开关，总接触器断开。
（2）超载保护：当起重量达到额定起重量的95%时，开始报警，达到额定起重量的105%，报警并输出停止信号，此时，起升机构只能下降，不能上升。
（3）断相、相序保护：通过断相相序保护器来实现。
（4）各机构限位保护：包括主副起升、下降限位；大车左行、右行限位；小车前行、后行限位，到达限位时，切断对应方向电源，此时，该机构只能向相反方面运行。
（5）设置急停开关，在出现紧急事故的情况下，切断总电源。
急停开关一般为红色蘑菇头非自复位型。
（6）设置零位保护，各机构控制器只有在零位的情况下，总接触器才能吸合，防止在停电后，主令没回零的情况，各机构自行运行，带来危险。
（7）设置热继电器，当电机通过的电流超过
电动机的额定电流，电机温度过热时，其相应的热继电器工作，断开主回路，起到保护电机的作用。
（8）设置电铃或报警装置，在出现故障时，可进行报警。
在起重机动作之前应该报警，必须在响铃后方可操作大车运行机构。
2.2输入输出信号设计
通过用户对桥机控制档位及安全的要求，需要以下控制信号：
主副钩起升、下降信号、2档、3档、4档，小车和大车的前、后、左、右方向信号及2档、3档、4档；主副起升限位、大小车限位；热继电器信号、超载信号、变频器故障信号；安全门开关，启动、停止、急停、照明、电铃、变频器复位信号；初步确定所有的手动输入信号和反馈信号总共48个，对应的输出有31个。
3 PLC的内部逻辑运算原理与梯形图的绘制
3.1 PLC的扫描执行原理
可编程控制器与计算机一样，通过执行用户程序来实现控制任务。
PLC采用扫描工作方式，通过“采集输入量、执行程序、输出控制量”的循环扫描方式实现程序的运行[2]，如图2所示。
扫描就是从第1条指令开始，在无间断或跳转指令的情况之下，按照程序存储的地址号按顺序逐条执行指令，直到最后一条指令，然后再从头开始扫描，如此循环。
3.2 梯形图的绘制
PLC内部梯形图主要包括4大部分：安全保护部分、功能控制部分、故障输出部分和各控制机构。
设计过程中，充分考虑到控制系统的安全问题，多处均设置逻辑互锁，并且在保证正确的前提下，尽量让梯形图简单明了，便于分析与修改。
4系统硬件选型与设计
4.1 PLC的选型
根据初步确定的I/O信号进行选择，包括输入输出信号的数量、性质、参数和特性要求，PLC选用SIMENSS7-200CN系列。
CPU为 226CN，此CPU集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；26K字节程序和数据存空间；6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；有2个RS485通讯编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力；具有极高的可靠性，极丰富的指令集,具有众多功能指令,可以实现数据传送、比较、四则运算等操作。
其中，功能指令CMP可以进行数据比较，MOV指令可以进行数据传送，SEGL指令可将数据寄存器存储的故障参数在数码管显示出来，SRMR指令可产生闪烁控制信号，用以输出声光报警信号。
它的CPU模块、扩展模块的高度和深度相同，宽度不同。
它们之间用扁平通讯线连接，紧密拼装后组成1个长方体，适合在机电一体化中使用。
内置的24V DC电源，可做输入回路的电源和传感器的电源。
扩展模块采
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用2个16入16出扩展模块。
PLC外部接线图如图3所示。
4.2故障显示的选型与安装
在配置比较高的桥机中，可以设置1个随时监视系统工作情况的装置，以便操作人员能及时地了解起重机机的运行状态（各机构的限位情况及主要部件的工作状态），发现系统存在的安全隐患，并能及时地做出正确处置[3]。
免费论文。
在本设计中，选用的装置为TP170A 文本显示器。
TP170A人机界面，是1种先进的触摸式人机界面，可以与各类PLC（或带通讯口的智能控制器）配合使用，以文本或图形的形式监控、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而使操作人员能够自如的控制起重机。
通过编辑软件WinCC flexible在计算机上操作画面，自由输入汉字以及PLC地址，使用串口通讯下载画面。
可以有1000个故障消息，每个消息长度为70个字符；250个过程画面，每个画面的变量/域有20/20，图形的对象可以是位图，图标，背景图画，并且还有柱形统计表；用户专用权限多达32个；接口有三个可供自由先择：RS232、RS422、RS485；传送组态有串行、MPI、PROFIBUS DP[4]。
图3 PLC外部接线图
5 结论
在现有的用PLC控制替代传统继电器控制系统的设计上，改进和完善电气控制系统和安全保护电路，不仅使起重机控制线路简化，安全性能更好，而且PLC能检测各个不正常工作现象并送往文本显示器进行显示，便于故障的发现与排除，大大提高了工作效率，因而在现在的市场有很好的发展前景。
参考文献
[1] 张质文，起重机设计手册，北京，中国铁道出版社 2001.
[2] 张万忠，可编程控制器入门与应用，北京：中国电力出版社 2005.
[3] 陈伯时，电力拖动自动控制系统，北京，机械工业出版社，1991.
[4] 西门子（中国）自动化驱动集团，深入浅出西门子S7-200 PLC，北京，北京航空航天大学出版社.。
