PLC在10吨双梁桥式起重机上的应用
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可以减轻或代替人们的体力劳动，提高生产工作的效率，因而被广泛的应用在社会生产和生活的各个方面中。
近年来，随着实际作业复杂程度的加大，对桥式起重机的控制难度也越来越大，综合利用PLC和变频器进行控制能够起到良好的控制效果。
PLC可靠性高、电气控制线路简单、故障容易查找，桥式起重机的电气系统变频器通过PLC进行控制，使设备运行更真确可靠，满足工业要求。
标签：PLC；桥式起重机；控制系统；变频调速1 桥式起重机控制系统要求1.1 桥式起重机介绍及系统控制要求桥式起重机主要是在工程建设施工时，对沉重的物体进行转移与提升，进而减轻人工劳动，给施工带来便捷，提高工作效率，满足实际工程需要。
桥式起重机由升降、旋转、行走、变幅四大机构组成[1]，其中运行机构分为大车运行机构和小车运行机构。
小车运行机构主要对起重机的左右运行方向进行控制。
在一般情况下，小车的操作机构只要一个电动机就可以实现操作，准确完成操作任务，但小车的运行机构则要求两到四个电动机互相配合，共同实现操作目的，完成搬运任务。
在实际运行过程中，由于大车和小车本身质量均比较大，运行过程会产生巨大的惯性，难以实现快速准确控制，因此，为了达到控制效果，通常在桥式起重机上配上制动单元，来实现精准控制[2]。
1.2 设计要求桥式起重机在实际运行操作过程中，经常伴随着谐波污染现象，严重影响着起重机的正常使用，因此，为解决谐波污染，在控制系统中选择使用了PLC控制技术，以解决这个问题，同时达到控制电流峰值的目的，保护整流二极管，延长其使用寿命。
此外，一般在起重机的电源输入端安装断路器，减少或避免逆变器中出现短路现象，保护整个控制系统。
1.3 控制系统基本情况桥式起重机主要是采用PLC进行系统控制，PLC控制系统又叫做下位机控制系统，工业触摸屏系统又叫做上位机控制系统。
在实际运行操作过程中，升降机构主要承受着货物等负载，主副升降机构各配置一个电机，为降低控制成本，在速度控制时，两个电机共同使用一个逆变器进行操作控制，且逆变器选择额定功率较大一些的，方便更好发挥控制效果。
三菱PLC和变频器在桥式起重机中的应用
三菱PLC和变频器在桥式起重机中的应用作者：徐勇军来源：《职业·中旬》2011年第12期随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大，桥式起重机在现代化生产过程中的应用越来越广泛，作用愈来愈大。
但由于目前大多数桥式起重机自动化水平不高且功能单一，不能很好地适应企业生产的需求，影响企业的经济效益。
某企业购买一台5吨吊钩（单钩）桥式起重机，专供检修机械时作起吊之用，解决了检修机械起吊难等问题。
后来因企业重组，决定将该检修车间改为搬运货物车间。
该起重机能完全满足检修机械和搬运小批量产品的需求，但对于大批量的货物等产品的搬运，特别是搬运距离大时，就难以适应生产的需求，影响公司的生产效率。
针对上述问题，公司决定对该车间的桥式起重机在原有点动的基础上进行技术改造。
根据工厂的生产要求，经笔者反复思考，决定应用三菱PLC和变频器对桥式起重机进行改造。
一、技术改进的必要性由于生产的需要，要求将大批量的货物由前方或前方的左、中、右搬运至后方，待后方货车装满后，货车离开后方，将货物运走。
采用点动控制存在以下缺点：第一，每次搬运时，操作员必须来回跟踪操纵其运动方向，对于操作员而言劳动强度大、生产效率低，距离远时这一问题更为突出。
第二，需要计数时必须人工计数，且易出错；计数（装满）完后，需人工叫喊提示。
第三，行车起吊货物水平移动时，由于惯性作用，停车精度低，货物容易晃动。
第四，空载返程时移动速度慢，等待时间长，影响生产效率。
二、改造思路及硬件改造措施现根据公司生产实际，完善点动控制所存在的不足，如图1所示。
一是为实现纵向前后循环，在大车前方加装SQ6、SQ5行程开关，在大车后方加装SQ7、SQ4行程开关，其中利用SQ5、SQ7控制起重机大车在前后方回来循环运行，而SQ6、SQ4分别为大车前、后越位行程开关，起安全保护作用。
二是为实现在前方横向能左边或中间或右边吊货，在小车导轨的左方加装SQ12、SQ1行程开关，在小车导轨右方加装SQ2、SQ13行程开关，在小车导轨中间加装SQ11行程开关，其中利用SQ1、SQ2控制小车左右停靠位置，SQ12、SQ13起越位保护作用，SQ11为小车中间定位。
PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用
０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ Ｏ ０ Ｏ ０
一
ＰＣ １ Ｏ ． Ｌ ． ２４ Ｐ Ｖ Ｅ Ｉ １ Ｗ２ Ｐ Ｅ Ｉ １ Ｑ． ２６ Ｆ Ⅺ Ｇ一 Ｐ Ｅ Ｉ １ ０２５ ０ Ｆ Ｐ Ｂ Ｐ ｃ １ ＧＢ — Ｊ Ｌ 一 １． ０５ Ｆ Ｃ — Ｊ Ｐ ＿ １ 、 Ｚ Ｂ ０ Ｅ Ｉ Ｉ ０３ ｆ Ｚ Ｂ Ｐ 一 １． 啪 —Ｊ Ｅ Ｉ １ ０３ Ｘ — ０Ｕ Ｃ Ｈ Ｐ￡． Ｉ １ ０． ３５ Ｘ —Ｉ Ｃ Ｐ Ｐ Ｖ Ｅ Ｉ １ Ｗ４ ＸＣ Ｑ －Ｉ ＰＣ １ Ｑ ． Ｌ 一 ３４ ＸＣ－ Ｘ Ｓ Ｐ Ｅ Ｉ １ Ｖ Ｗ６ ＸＣ一 １ １ Ｐ Ｅ Ｉ Ｉ Ｑ ． ３６ Ｘ Ｂ ＿ Ｊ Ｐ ｊ Ｑ ． Ｃ ＰＢ Ｉ Ｃ Ｏ６ ＸＣＧ ＢＪ Ｚ－ Ｐ Ｅ ｌ Ｉ Ｉ． １ ３ Ｚ—Ｉ Ｇ Ｐ Ｐ — Ｖ Ｅ Ｉ Ｉ Ｗ８ Ｚ —Ｓ Ｇ Ｓ Ｐ ＩＥ １ Ｑ． ２１ Ｚ 一Ｘ ０Ｓ Ｐ 一 Ｖ Ｏ Ｅ Ｉ １ Ｗ１ ＺＣ— １ １ Ｐ ＬＣ １ Ｑ ２２
《 装备制造技术）０ ２ ２ １ 年第 ５ 期
Ｐ Ｃ控 制变频器技术在桥 式起重机 改造 中的应用 Ｌ
孙 立 坤
（ 大连职业技术学院 ， 辽宁 大连 １６ ３ ） １０ ７
摘 要： 本文探讨 了变频调 速技 术在通 用桥 式起 重机 中的应 用 ， 且根 据原有的控制 结构 ， 并 结合组 态软件 和 Ｐ Ｃ、 Ｌ 变频
有利于提高整流二极管使用寿命 。电 桥式起重机在各行业有着广泛的应用， 其作用主 输入电流峰值 ， 要用来实现物体 的升降和转运， 其能否正常工作直接 源输入端采用断路器作为变频器 的短路保护 。 桥式起重机变频调速系统主要由上位机（ 工业触 影响到企业生产效率的提高 。传统的起重机驱 动一 摸屏系统）Ｔ｛ Ｌ Ｌ 、 ￣ （ Ｃ控制 系统）变频调速系统组 Ｐ 、 般 使 用 线 绕 式 异 步 电动 机 及 鼠笼 式 异 步 电 动 机 ， 采 所示 。 用改变极对数 、 转子串电阻等方法 ， 具有起动时冲击 成。桥式起重机变频调速 系统结构 图如图 １ 电流大 、 设备冲击严重 、 噪声大 的缺点 ， 影响设 备使
一种基于PLC控制的桥式起重机系统的设计
Ｖｏ ． ８ ｏ． １ １ Ｎ ３ Ｍａ ２０１ ｖ． ０
一
种 基 于 Ｐ Ｃ控 制 的 桥 式 起 重 机 系 统 的 设 计 Ｌ
白宏伟 张 ， 敏 张永 停 ，
（． １ 河南机 电高 等专科 学校 ， 河南 新乡 ４ ３ ０ ；． ５ ０２ ２ 河南起重机器有 限公 司， 南 新 乡 ４ ３０ ） 河 ５０ ２
车 电机 变频 调速 系统 之 间 、 车 电机 变 频调 速 系统 之 等综 合状 态信 息 ， 而对 整 机 的状 态 和 故 障进 行 实 时 小 从 间 、 升 电机 变频 调 速 系 统 之 间 ， 各 设 有 一 个 同 步 监控 。由于 Ｐ Ｃ和触 摸屏 简单 易用 的编 程环 境 ， 以 起 都 Ｌ 可 控 制 电路 和一个 并 车控 制 电路 ， 以在 任 意 一 台起 重 根据 系统 控 制 的要 求 ， 最 短 的 时 间 内满 足 其 要 求 ， 可 在
中 图 分 类 号 ：Ｍ ０ Ｔ ３２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ０ １ ８—２９ （０ ０ ０ ０ １ ０ ０ ０ ３ ２ １ ）３— ０９— ３
起 重机 的 电气 控 制 系统 由两 台 Ｐ Ｃ组 成 的 Ｐ Ｃ Ｌ Ｌ
一
系统 采 用 Ｐ Ｃ通 信作 为 各部件 联 系 的 中枢 神经 ， Ｌ
机 的司 机室 进行 操作 ， 一 台起 重机 将 高精 度地 与 主 使 系统 的“ 性 ” 另 柔 大大 提高 。 控起 重 机保 持速 度 和位 置 同 步 ， 实现 多 吊点 安 全可 靠 作为 主 、 从站 的两 台 Ｐ Ｃ控制 的 电气 系统 完 全相 Ｌ
起吊。
同 ， 台车 的系统 结构 如 图 １ 示 ： 单 所
网络作 为整 个 系统 的控 制 核心 （ 台 Ｐ Ｃ作 为 主站 ， 起 重机 驾驶 室 操 作 工 通 过 主令 控 制 ， Ｐ Ｃ发 出起 一 Ｌ 向 Ｌ 台 Ｐ Ｃ作 为 从 站 ） 系 统 采 用 变 频 器 驱 动 大 车 、 Ｌ ； 小 动 、 停止 、 升 、 降 、 慢 、 车 等 指令 ， 应 的 Ｐ Ｃ 上 下 快 并 对 Ｌ 车 、 钩 、 钩 电 动 机 ， 配 置 相 应 的 制 动 单 元 ， 现 调 用预先 写 好 的程序 指令 ， 主 副 并 实 控制 变 频 器 完成 正 反 转 和 制 动能 耗消 耗 ， 护 电 气 元 件 ； 了 达 到 较 高 的定 位 各 种速 度切 换等 ¨ 。 保 为 精度 ， 各机 构 的 电机轴 上 同轴 联 接 安装 有 一 个增 量 在 在驾驶室安装触摸屏 ，Ｌ Ｐ Ｃ将起重机 的各种信号
PLC与变频调速在桥式起重机改造中的应用
理方 面 ， 断 积 累经 验 ， 断 改造 ， 动 了桥式 起 重机 杂 、故 障率高 ，而且接触器频繁的切换容易拉弧烧 不 不 推
的技术进步。但是当前大多数企业安装使用的大量 损触头， 甚至产生接触器粘连， 无法控制造成事故 ；
中小 吨位及少量大吨位 的 ＱＤ型双梁通用桥式起重 凸轮控制器控制大小车的行走， 主副钩的提升 、下降 （ 绕线型转子 串电阻的调速机械特性软， ２ ） 调速 （ 串电阻调速是一种有级调速方式， ３ ） 通过接触 机的电控系统， 都是采用传统的继电 一接触器及主令 性 能差 ； 及调速。起重机工作在断续状态。 由于其工作的性 器的分合完成对转子串联电阻的切换， 从而调整 电机 在进行电阻切换时会对电网及天车的机械部 质决定 了其 电控系统操作频繁， 通断次数高， 负荷 的 的转速， 随机性， 时重时轻 ， 因种种原 因而超载， 经常 特别是在 分带来不可避免的冲击；
工作环境差 、工作任务重时， 电动机以及所串联 电阻
（ 主回路 中采用正反转接触器实现 电机换 向， ４ ）
烧损和断裂事故时有发生。因此其整个系统的故 障 实际操作中操作者为了调整桥式起重机的工作状态， 率为单个部件的几十至几百倍， 而且常因控制器或因 频繁采用反接制动（ 俗称打反车） ， 切换电流大， 接触器 庞大 的继 电 一接触器故障 、损坏而使起重机无法正 和电机工作状态恶劣， 设备检修维护费用非常高； 常运行 ， 造成重大 的安全事故 隐患 。另外 ， 限位保 其
２２ 控 制 系统 的原 理 ．
目Hale Waihona Puke 出起停 、调速等指令信号， 变频器将根据控制指令按 照控制要求调节变频器的输 出相序和频率来控制驱 动电机 的方 向和转速， 取代原来 的传统绕线型转子串 电阻调速驱动系统 。在控制过程 中 Ｐ Ｃ是整个系统 Ｌ 的核心。本文所论述为三菱 Ｐ Ｃ Ｌ 。在配件的采购上， 三菱 Ｐ Ｃ其 ｆ价比及服务 比较完善， Ｌ 生 在桥式起重机主 钩 电控系统中可选 ４ 点， ２ 点输入 ２ ８ 即 ４ ４点输 出的
桥式起重机电路设计中PLC控制技术的应用
桥式起重机电路设计中PLC控制技术的应用电气控制系统、金属结构和传动机构是桥式起重机的三大组成部分。
其中传动结构主要是升降及大小车运行的机构,像卷筒、减速、钢丝绳等装置;电气控制则包括电器元件、供电系统和电控系统三部分。
一、起重机总体系统设计桥式起重机的PLC控制系统主要包括限位器、主令控制器、PLC、5台电动机(两台大车电动机)、4台变频器和保护输入等内容。
此系统有28个输出点, 25个输入点,I/O接口共53个。
控制核心选用西门子S7-224,通信接口为选用通信能力较强的RS-485接口。
连接外部数字量的扩展模块有7个,其输出方变压器为式为晶体管和继电器两种方式,控制能力较强。
其中晶体管输出更能适应频繁开合的运行节奏,使用寿命相对较长。
其系统具体设计如下:1.安全设计要求桥式起重机PLC信号输入方式是通过控制台或控制手柄来完成各种动作的信号输入。
如主副钩的起降、小车后退及前进、打车的左右行等,并且互锁同一动作的不同运动方向及执行装置的速度。
设置报警或电铃装置一旦出现故障可自动启动报警。
报警应在起重机启动之前,必须是电铃未响前起重机绝对不运行。
同时应设置各种限位开关、限制器和紧急断电开关,以满足各种情况下电源报警或自动切断的需要。
还应在通道口设置联锁保护电路,以控制门栏。
2.设计控制信号控制信号的设计应在桥式起重机的运行结构及情况和主电路分析的基础上进行。
控制信号主要包括:主副钩速度、升、降控制信号;大车及小车速度、前、后控制信号;运行的启、止及安全栏的开关;主副升限位、小车前进与后退限位、大车左右行限位等限位信号;超载限动、过流继电器和电铃信号等。
共有35个输入信号和反馈信号。
输出信号包括:主副钩降、升及其速度,小车高、低速、前、后和高速自保;大车速度、左、右和两个高速自保以及启动信号的输出,紧急停止和电铃输出等共计22个。
(其控制功能见下图1.)上述数据均是确定PLC的依据。
二、控制系统的设计与确定1.PLC设计确定PLC设计必须按照以下原则进行:符合控制分析系统要求,按照被控对象的情况来确定动作及其完成的顺序,并概括出顺序的功能;PLC类型的确定应适合工艺要求,确定I/O点类型及点数,估计其内存存量;而后选取相应硬件设计,了解所选PLC产品功能,并根据实际需要对其进行软件编程和设计外电路,绘制出控制系统接线原理图;按照控制系统要求把功能顺序图转为梯形图,并应用软元件列表将其程序用途详细标明,以供设计、维护、调试和检修使用;对PLC控制系统进行模拟调试和现场调试,检查各种外接信号源及控制信号的运行情况,并观察其输入、输出间的变化是否符合要求,并进行调整修改。
PLC控制行车
PLC控制⾏车题⽬: 基于PLC控制的10吨⾏车控制系统设计⽬录引⾔…………………………………………………………第⼀章…………………………………………………………第⼆章………………………………………………………第三章…………………………………………………………第⼀节……………………………………………………………结论………………………………………………………………我⼚原料使⽤的为双梁10T桥式⾏车是由两台Q75-211/217型联动控制台，原料四台抓⽃天车为双梁桥式结构，满⽃抓煤量为10吨，其电⽓传动系统包括11kW⼤车电机两台，5.5kW⼩车电机⼀台，37W抓⽃开闭电机⼀台，37kW抓⽃提升电机⼀台，均为绕线型转⼦异步电机，采⽤转⼦串电阻实现有级调速运⾏。
运⾏2年多时间通过⽇常维护和运⾏中出现的故障总结归纳天车存在如下问题：1)煤场⼯作环境⽐较恶劣，漂浮的煤粉容易沾聚在柜体和柜内电⽓元器件的表⾯，造成柜内温度过⾼和电⽓短路等故障。
2)⼤车电机、⼩车电机、升降电机、开闭电机都是靠在转⼦回路中串接电阻进⾏调速运⾏。
转⼦串电阻调速是通过交流接触器的分合完成对转⼦串联电阻的切换，从⽽调整电机的转速，在调速时切换电流⼤，电机、接触器、电阻器故障率⾼，使⽤寿命短，由于转⼦串电阻调速是⼀种有级调速⽅式，操作⼈员对天车机的控制不能做到均匀调速和启动，造成机械传动部分冲击较⼤，设备检修维护费⽤⾼，检修停车时间长，影响了供煤和正常⽣产。
3)操作控制过程中各接触器运通断由操作⼯的操作速度来控制，频繁快速操作容易引起电源线接头发热和接触器的触头⼤电流拉弧烧坏触头和凸轮触头。
4)在抓⽃天车沉抓启升的过程中，升降⾼度不好控制，操作失误容易引起电机损坏或钢丝绳断裂。
由于灰尘⼤限位开关动作后造成接触不良不动作，此过程要求天车操作员具有较长的操作经验和较⾼的操作技巧，⽽且需要天车操作员精神集中，劳动强度⼤。
5)操作频繁电阻箱电阻由于发热和震动过⼤容易断裂造成，造成电机⽆⼒⽆法正常运⾏。
变频器、PLC在桥式起重机自动控制系统中的应用
變頻器、PLC在橋式起重機自動控制系統中的應用一、原系統分析：橋式起重機情況:橋式起重機(天車)是一種用來起吊、放下和搬運重物、並使重物在一定距離內水準移動的起重、搬運設備，在生產過程中有著重要應用。
5噸橋式起重機，原設備電氣驅動系統分為起重機升降、小車、大車三部份。
其中起重機升降由一臺13kW的繞線式非同步電動機驅動，大車由兩臺4 kW繞線式非同步電動機、小車由一臺2.5 k W繞線式非同步電動機驅動。
在原傳動控制中，採用轉子串接電阻的調速方式.由於工作環境差,粉塵和有害氣體對電機的集電環、電刷和接觸器腐蝕性大，加上工作任務重,實際超載率高,由於衝擊電流偏大,容易造成電動機觸頭燒損、電刷冒火、電動機及轉子所串電阻燒損和斷裂等故障, 影響現場生產和安全,工人維修量和產生的維修費用也很高.並且原調速方式機械特性較差,調速不夠平滑，所串電阻長期發熱浪費能量。
綜上所述原設備存在的主要缺點如下：（1）拖動電動機容量大，起動時電流對電網衝擊大，電能浪費嚴重。
（2）起重機升降、小車、大車起動、停止速度過快，而且都是慣性負載，機械衝擊也較大，機械設備使用壽命縮短，操作人員的安全係數較差，設備運行可靠性較低。
（3）由於電動機一直在額定轉矩下工作，而每次升降的負載是變化的，因此容易造成比較大的電能浪費。
（4）起重機每天需進行大量的裝卸操作，由於繞線式電機調速是通過電氣驅動系統中的主要控制元件---交流接觸器來接入和斷開電動機轉子上串接的電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態下，容易燒壞觸頭。
同時因工作環境惡劣，轉子回路串接的銅電阻因灰塵、設備振動等原因經常燒壞、斷裂。
因而設備故障率比較高，維修工作量比較大。
同樣小車、大車的運轉也存在上述問題。
（5）在起重機起升的瞬間，升降電動機有時會受力不均勻，易超載，直接造成電機損壞或者鋼絲繩斷裂。
（6）為適應起重機的工況，起重機的操作人員經常性的反復操作，起重機的電器元件和電動機始終處於大電流工作狀態，降低了電器元件和電動機的使用壽命。
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紫琅职业技术学院毕业论文题目：PLC在10吨双梁吊钩桥式起重机中的应用学生姓名：季磊所在系、专业：船舶工程系、船舶工程技术班级：船电102班指导教师：李谷音日期：2013年5月27日10吨双梁吊钩桥式起重通过日本三菱公司的FX1N型PLC可编程控制器对起重机的电力拖动系统进行控制。
通过对10吨双梁吊钩桥式起重机电力拖动系统硬件结构和工作机构的控制，还能解决传统控制方式下在操作方面的许多麻烦，包括开闭电机和起升电机在起升时难以同步等问题。
同时，通过采用PLC控制可以减轻工人的劳动强度，提高桥式起重机的工作性能。
因此，PLC在该方面的应用具有重要的实用意义和推广价值。
关键词：桥式起重机；PLC控制；工作机构1、概述 (1)2、桥式起重机电力拖动系统的结构和功能 (1)2.1 电力拖动系统的功能介绍 (1)2.1.1 可编程控制器PLC的功能 (1)2.1.2 变频器的功能 (2)2.1.3 电抗器的功能 (2)2.1.4 主令控制器的功能 (2)2.1.5 拖动电动机的功能 (2)2.1.6 制动电阻的功能 (2)2.2 起重机的硬件结构介绍 (2)3、PLC在起重机电力拖动系统中的应用 (5)3.1 起升机构的运行控制 (5)3.2 小车运行机构的控制 (5)3.2.1 小车运行机构的速度设定 (5)3.2.2 小车的控制 (6)3.3 起重机的平台门 (8)结论 (8)致谢 (10)参考文献 (11)1、概述10吨双梁吊钩桥式起重机是一种桥架型起重机，又称行车。
桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一定空间的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。
10吨双梁吊钩桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。
10吨双梁吊钩桥式起重机由大车运行机构、小车运行机构和起升运行机构所组成。
小车运行机构和起升运行机构各为一台电动机驱动，大车运行机构为两台电动机驱动，整个起重机电力拖动系统共有4台电动机驱动运行。
(如图1-1)起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。
电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。
小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架，通常为焊接结构。
中、小型双梁吊钩桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通双梁吊钩桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。
双梁桥式起重机采用集中驱动的方式。
图1-1 10吨双梁桥式起重机2、桥式起重机电力拖动系统的结构和功能2.1 电力拖动系统的功能介绍2.1.1 可编程控制器PLC的功能通过对各种PLC的功能对比，选用由日本三菱公司生产的FX1N型PLC作为控制起重机各机构的运行，可编程控制器PLC接受主令控制器的速度控制信号，该信号为数字控制信号，信号电平为AC 、220V。
这些控制信号包括：主令控制器发出的正、反转及调速控制信号、电动机过热保护信号、安全限位器信号及启动、急停、复位、零锁等信号，全部信号采用汇点式输入。
可编程控制器PLC针对这些信号完成系统的逻辑控制功能，并向变频器发出启动、急停、正、反转及调速等控制信号，使电动机处于所需工作状态。
(如图2-1)图2-1 可编程控制器基本结构示意图2.1.2 变频器的功能接收可编程控制器PLC 提供的控制信号，并按设定向电动机输出可变压、变频的电源，从而实现电动机的调速。
2.1.3 电抗器的功能在变频器电源输入端和输出端分别安装电源侧交流电抗器和噪声抑制交流电抗器。
使用电抗器以后可以减小高次谐波对电源、功率因数、无线电设备等干扰。
2.1.4 主令控制器的功能去掉凸轮控制器改用主令控制器，起重机操作者可按要求通过主令控制器向可编程控制器PLC 发出各种控制信号操作起重机。
2.1.5 拖动电动机的功能根据变频器提供的变压、变频电源，将电能转化为机械能。
10吨双梁吊钩桥式起重机原用的是YZR 系列电动机，可以去掉集电环、碳刷将其转子回路短接后就可以作为普通电动机使用，这样可以降低大修改造的成本费用。
2.1.6 制动电阻的功能10吨双梁吊钩桥式起重机电动机正、反转时，由于重力加速度的原因，电动机处于再生制动状态，拖动系统的机械转化为电能，并存储到电压型变频器的滤波器电容器的两端，使直流电压不断上升甚至能够击穿电器绝缘，当电压升高到设定值时，接入泄能电阻来消耗直流电路这部分能量，保证电器安全运行。
2.2 起重机的硬件结构介绍为了保证各机构运行互不影响，提高起重机电力拖动系统的稳定性、可靠性和安全性，保证起重机正常工作，采用4台变频器拖动，并由1台PLC分别加以控制的硬件结构。
控制系统流程图（如图2-2）,I/O接线图（如图2-3）。
图2-2 PLC对起重机的硬件结构图该结构图由一台PLC可编程控制器、3个主令控制器、四台变频器、四台电机组成大车（M1、M2）、小车（M3）、起升机构(M4)。
首先PLC可编程控制器编写好程序，主令控制器1、2、3通过PLC的的程序来控制起重机各工作机构的的正常运行。
在通过变频器来调节不同档位的速度，系统采用PLC通信作为各部件联系的中枢神经，起重机驾驶室操作工通过主令控制，向PLC发出起动、停止、上升、下降、快慢、并车等指令，对应的PLC调用预先写好的程序指令，控制变频器完成正反转和各种速度切换等。
启动停止急停复位前进控制前进控制前进控制前进控制前进控制零锁后退控制后退控制后退控制后退控制后退控制热保护向前限位后退限位安全开关安全开关安全开关安全开关电源正转反转档位档位档位复位急停过载图2-3 PLC系统的I/O接线图速度选择开关置于零位,按下起动按钮SB2,接触器KM通电吸合,三相电源接通。
当速度选择开关置于正转速度1时,将三相交流电和电动机接通, 1档速度起动,速度选择开关置于正转速度2时, 2档速度运行,一般桥式起重机正反向均有5档速度,其余与此类似。
速度选择开关置于零位或由于停电,电动机停止运行。
为防止因停电、变频器跳闸等使拖动负载快速下降,出现危险,仍设置机械制动装置。
当发生紧急情况时, 可立即拉开紧急开关SB3,一方面机械制动将所有电动机制动,另一方面将变频器紧急停机,控制端接通,变频器将使电动机迅速停车。
当电动机过载时,可使热继电器的触点FR接通变频器的外接保护控制端,使变频器停止工作。
位置开关SQ1和SQ2装在小车两头,当小车行走到终端时,两端各有挡块,撞上位置开关,切断小车电路,小车电动机停车制动。
变频器因发生故障而跳闸后,当故障已被排除、可以重新起动时,按下复位按钮SB4,接通复位控制端RST,使变频器恢复到运行状态。
3、PLC在起重机电力拖动系统中的应用3.1 起升机构的运行控制在司机操作室联动台上有吊钩升降的主令控制器。
系统的控制指令，由司机室联动台主令控制器给出，经PLC 运算后给出控制变频指令：上升、下降、加速、减速。
吊钩升降机构制动打开由变频器输出继电器经PLC 逻辑运算后驱动制动器控制接触器，使制动器动作。
当起重机空载满载时，变频器有短路、过压、缺相、失压、过流、超速、接地等各种保护功能和故障自诊断及显示报警功能。
当变频器出现短路、过流等故障时，变频器给出故障信号输入PLC，并停止输出，PLC接到故障信号后，切断变频器电源，控制制动器抱闸，并发出报警信号。
吊钩升降机构除了变频器内部有保护功能外，还设置了线路保护：（1）零位保护，由主令控制器零位触点实现此功能；（2）限位保护，由高度限制器实现；（3）线路设有低压断路器作为短路保护。
3.2 小车运行机构的控制3.2.1 小车运行机构的速度设定实际使用中用了3个中间继电器来控制速度档位，分别向变频器X1、X2、X3端子提供不同速度控制信号，通过变频器设定不同的对应速度。
而10吨双梁吊钩桥式起重机只有5档速度，中间继电器的状态、变频器的控制端子X1、X2、X3的状态与对应速度设定频率值如表1所示。
其中“0”表示继电器失电，“1”表示继电器得电。
从表中看出，1至5档为均匀调速，设备运行中不存在明显的机械冲击，设备运行平稳。
小车运行速度在这里设定为从低频到高频的顺序控制。
表1 速度—频率档次设定及继电器状态对照表3.2.2 小车的控制10吨双梁吊钩桥式起重机小车运行机构的电动机分别由不同的变频器和一个可编程控制器PLC 控制。
大车运行机构、小车运行机构及起升运行机构之间变频器和可编程控制器PLC 控制结构和软、硬件基本相同。
在这里介绍以小车运行机构电力拖动系统的电控系统为例来说明。
(如图3-1)、(图3-2)。
图3-1 变频器系统原理图急停 复位过载电源Y010 Y000 X004 X020 Y002 Y001 正转反转1挡2挡3挡4挡5挡图3-2 PLC控制系统梯形图PLC控制系统的输出包括：前进，后退接触器驱动信号，左行，右行接触器驱动信号，上升，下降接触器驱动信号，电铃和指示灯驱动信号；共计8个开关量输出信号。
根据系统的I/O点数，并考虑富裕量，其I/O点数为：26点输入、10点输出。
系统I/O地址定义表如表3.1所示:表3-1 PLC的I/O定义表3.3 起重机的平台门通向桥架的门上、司机室的平台门上和横梁的栏杠门上均装有安全装置。
上述各门关好后1#、2#、3#、4#安全装置开关常闭触点打开，急停开关断开，三个主令控制器置于零位，此时才能按下启动按钮，接通电源。
当主令控制器置于前进控制档位时，电动机正转，通过调节速度档位，控制变频器输出不同频率的电源，达到调速的目的。
主令控制器共分5档，从慢速到快速依次为前进（后退）控制5和前进（后退）控制1，第5档为前进（后退）控制1且电动机满负荷运行。
在运行中，不论何种原因电动机停止运转，继续采用原来的三相液压制动器。
在紧急情况下，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。
在实际中，变频器因故障跳闸、电动机过载或热元件动作，在故障排除以后，才可以按下复位按钮，接通变频器复位控制端RST，使变频器恢复到运行状态。
结论通过PLC编程设计桥式起重机改变了以往继电器----接触器控制的现象，改进了原设备的诸多缺点，把可编程控制器PLC控制的变频拖动系统应用到10吨双梁吊钩桥式起重机中，使各电动机各档速度、加速时间和制动时间都可以根据实际工作情况条件设定，而且十分方便。
从运行结果来看，负载变化时，速度运行平稳，设备的故障大幅下降，电动机烧损明显减少。
更重要的是解决了设备检修时，给检修人员分析、判断和排PLC在该方面的应用具有重要的实用意义和推广价值。
致谢致谢经过几个月的查询资料、整理材料、写作论文，今天终于顺利的完成设计的最后的辞谢了，想了很久，想想求学期间的点点滴滴，历历在目，时光匆匆飞逝，在学校学习期间，努力与付出，随着论文的完成，终于让我的大学生活，有了一个完美的句号。