PLC与变频器在桥式起重机升级改造中的应用

河南机电高等专科学校学报　２００７年３期　

ＰＬＣ和变频器在桥式起重机上的应用　

牟光臣　，张新治　

（１．河南机电高等专科学校电子系，河南新乡４５３００２；２．河南省睢县中医院，河南睢县４７６９００）　

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。　关键词：ＰＬＣ变频器；桥式起重机　中图分类号：ＴＮ２１１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８．２０９３（２００７）０３．００１０．０２　

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ｌＯｔ）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０．６ｓ）。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。　３）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　

变频器与PLC在桥式起重机自动控制中的节能应用

[摘要]：本文采用变频器与PLC对桥式起重机进行改造，提高了系统性能及自动控制水平，并有一定的节能意义。

[关键词] 变频器 PLC 桥式起重机 制动 节能

PLC and inverter control in the energy bridge crane application

MAO Ya-hong DANG Jie

（China Aluminium Co.，Ltd Qinghai Datong，810108 ）

[Abstract] : In this paper, the PLC and inverter bridge crane for

reform to improve the system performance and control, It also has

the significance of energy.

[Key words] : braking energy converter PLC bridge crane

0 前言

桥式起重机电气传动共有大车电机2台，小车电机1台，提升电机1台，均为绕线式交流电动机，采用转子串电阻的方法启动和调速。由于工作环境潮湿，对电机滑环、碳刷及接触器腐蚀较大，加上任务重，操作程序难以保证，冲击电流大，触头消蚀严重，碳刷冒火，电机及转子绕组所串电阻烧损，断裂故障时有发生，对生产影响较大，转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时，转速也变化，调速效果差，所串电阻长期发热，电能浪费大，效率低。另外，由于铸造车间在铸造铝锭时水蒸汽上升，天车大梁上的配电箱密封不好，容易使电气元件腐蚀，锈蚀。要从根本上解决桥式天车故障率高的问题，只有利用PLC作为控制装置以及彻底改变绕线式电机串电阻调速方式。针对现有技术存在的不足，对起重机采用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，进而实现了起重机的半自动化控制。

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。

西门子Ｓ７—３００　ＰＬＣ与Ｓ１２０　Ｚｈｕａｎｇｂｅｉｙｉｎｇｙｏｎｇ　ｙｕ　Ｙａｎ　◆装备应用与研究Ｉ　！！！！＝！！！！！！！！！！！　！！！！！！！＝＝＝！！！！一　变频器在桥式起重机中的应用　高灼均　（广州起重机械有限公司，广东广州５１０８９７）　摘要：通过ｌ台额定起重量为２５０／７５　ｔ的双梁桥式起重机的主钩电控系统，介绍了西门子ｓ７—３００ＰＬＣ与Ｓ１２０变频器在桥式起重　机中的应用和调试，并给出了调试的程序。　关键词：ｓ７—３００ＰＬＣ；Ｓ１２０变频器；Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ现场总线　Ｏ　引言　桥式起重机是一种用来起吊、放下和搬运重物的设备。传　统桥式起重机的电力拖动系统多采用交流绕线式异步电动机　转子串电阻的方法进行起动和调速。由于转子串电阻调速的机　械特性较软，负载变化时转速也变化，调速效果不理想，而且由　于设备振动等原因，导致接触器以及所串电阻器烧坏等故障时　有发生，大大降低了生产效率。要想从根本上解决以上问题，只　有彻底改变传统的控制方式。随着科技的不断进步发展，交流　调速技术和电子控制技术得到了迅速发展，ＰＬＣ与变频器在电　气传动领域得到了广泛应用，其中西门子的ＳＩＭＡＴＩＣ系列的　３００　ＰＬＣ和Ｓ１ＮＡＭＩＣＳ系列的Ｓ１２０变频器以其成熟出众的技　术在起重机械行业扮演着重要的角色。以下通过ｌ台额定起重　量为２５０／７５　ｔ的双梁桥式起重机的主钩电控系统，介绍西门子　Ｓ７—３００ＰＬＣ与Ｓ１２０变频器在桥式起重机的应用和调试，并给　出了Ｓ７－３００ＰＬＣ的调试程序。　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、副钩升降、大车运行、小　车运行４个部分组成。其中主钩升降由１台１３２　ｋＷ的起重专　用变频电机进行拖动，用１台重载１６０　ｋＷ的ＡＣ／ＡＣ西门子　Ｓ１２０变频器进行调速。系统的ＰＬＣ采用西门子Ｓ７—３００　ＰＬＣ　（ＣＰｕ３１５—２ＤＰ），远程Ｉ／Ｏ采用西门子ＥＴ２００Ｓ，整机采用目前　工控系统中最成功的现场总线之一的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ总线进行控　制。那么如何实现ＰＬＣ与Ｓ１２０变频器的通讯连接呢？我们这次　使用的西门子Ｓ７—３００　ＰＬＣ（ＣＰｕ３１５—２ＤＰ）硬件本身已经具有　ＰｒｏｆｉｂＵＳ—ＤＰ接口，因此不需独立增购；西门子Ｓ１２０变频器也必　须采购具有Ｐｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ接口的控制单元，这样硬件上才具备　Ｐｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ功能的要求。再者Ｓ７—３００／４００　ＰＬＣ软件里必须安装　Ｓ１２０变频器的ＧＳＤ文件，不然ＰＬＣ和变频器之间不能建立　ＰｒｏｆｉＢＵＳ—ＤＰ通信。该系统的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ网络配置如图１所示。