基于PLC的起重机控制系统设计
基于PLC的龙门吊车控制系统设计
基于PLC的龙门吊车控制系统设计摘要：本文基于PLC技术设计了一种龙门式起重机控制系统，该系统能够实现机械手的精确定位、物体的精准吊取与放置、各种运动参数的控制等多种功能，具有实用性和可靠性。
关键词：PLC；龙门式起重机；定位控制；吊取放置；运动控制1.引言随着科技的不断发展，各种机械设备在工业和生产中得到广泛应用，其中龙门式起重机是工业生产中常见的一种设备。
传统的龙门式起重机需要手工操作，不仅效率低下，而且易发生事故。
因此，如何实现龙门式起重机的自动化控制，成为了一个热门的研究领域。
而PLC 作为一种先进的自动化控制技术，已经成为各种工业设备控制的首选技术。
本文基于PLC技术设计了一种龙门式起重机控制系统，能够实现龙门吊车机械手的精确定位、物体的精准吊取与放置、各种运动参数的控制等多种功能，提高了龙门式起重机的工作效率和安全性。
2.系统结构设计龙门式起重机控制系统结构如图1所示，由PLC控制器、人机界面、执行器等组成。
PLC控制器通过通信接口连接各种传感器、执行器和人机界面设备，通过设计控制程序实现对龙门吊车机械手的运动控制、位置控制和物体吊取、放置等功能。
3.系统控制程序设计系统控制程序主要分为以下几个部分：（1）机械手位置控制程序：该程序通过读取机械手位置传感器的信号，控制机械手的上下、左右、前后运动，从而实现机械手的位置控制。
（2）物体吊取、放置程序：该程序通过读取吊具位置传感器的信号，控制吊具的升降和夹持力度，从而实现对物体的吊取和放置。
（3）运动控制程序：该程序通过读取各段电机传感器的信号，控制电机的启停、转向和转速，实现龙门吊车的前行、后退、左右移动等各种运动。
（4）人机界面程序：该程序通过PLC控制器与人机界面设备进行通信，实现人机交互，包括输入指令、显示操作结果等。
4.系统实现系统实现需要通过PLC控制器进行程序编写，并通过调试和测试实现各种功能，具体步骤如下：（1）根据系统结构设计图进行硬件组装，包括PLC控制器、各种传感器和执行器，以及人机界面设备。
基于PLC的起重机控制系统设计
基于PLC的塔式起重机控制系统的设计摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操纵复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大进步了系统的稳定性、可靠性.关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性1. 传统的塔式起重机的控制现状塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进进九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均明显进步，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操纵和野蛮操纵装置，可杜尽安全事故[2].随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进进了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引进到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度.由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机.2. 塔式起重机PLC控制系统原理本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制.图1 系统总框图运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑.对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式.在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操纵塔式起重机的需要为主.为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求.变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置.通过丈量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，所以选择脉冲编码器及其安装时，应当考虑周全[6，7，10].3. 系统硬件设计电气控制系统原理图主要包括主电路和PLC外围接线图.1.主电路共有六台电机，同时带有风机冷却装置.2.PLC外围接线电路的I/O接线信号分别与表1中的I/O名称相对应.表1 S7-200 I/O分配表4. 系统软件设计根据塔式起重机控制电路的工作原理，绘制软件流程图如图2所示.图2 系统软件流程图在本系统中，PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号（按钮、联动控制台继电器）的输进，判定当前的系统状态以及输出信号往控制接触器等器件，以完成相应的控制任务。
基于PLC、变频器的桥式起重机控制系统的设计
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。
基于PLC的塔式起重机控制系统设计浅谈
基于PLC的塔式起重机控制系统设计浅谈摘要：在众多工程建设当中，需要通过塔式起重机运输建筑材料，塔式起重机是非常重要的起重机械，也是施工中不可缺少的部分。
本文对基于PLC的塔式起重机控制系统进行了研究，分析了其软件和硬件设计。
关键词：塔式起重机；控制系统；设计1硬件设计1.1PLC选择根据实际输入输出信号可以了解到，该系统需要小型的PLC，通常会对整体式进行选择。
对于光洋系列PLC来说，其自身所具有的结构、体积适中，不仅要具有相对低廉的价格，还要具有扩展功能。
在PLC端点总数选择时，需要留有10%~20%的余量，在根据统计的输入、输出点数后，确定输入为38、输出为28。
最终根据多种设备型号的选择，确定选择光洋SH2-64R2作为本系统的PLC，这款PLC不仅价格相对便宜，其输入输出点的剩余还能够应用在扩展方面。
对于该PLC来说，其具有螺钉和标准导轨两种安装方式，根据具体需求，最终确定以导轨方式进行安装。
1.2接触器选择在接触器选择方面，主要在对电路当中额定电流进行考虑的基础上公司原有的接触器进行参考。
在实际选择当中，对施耐德国产D2系列交流接触器进行了选择，回转、变幅以及起升机构电路电流则根据电动机额定电流进行确定。
根据对相关资料的查阅发现，该起升机构电机最大额定电流57A，以此即可以选择LC1-D65接触器进行，即单个接触器、交流线圈、最大额定电流65A的接触器。
制动接触器方面，对LC1-D09进行了选择。
回转机构方面，其所具有的最大额定电流为15A，交流主接触为LC1-D25，使用了LC1-D09为制动接触器。
变幅机构方面，确定其最大的额定电流为7A。
主电路交流主接触器方，需要考虑结构的电流以及其余消耗，最终选择LC1-D80为电路交流主接触器，其具有80A的最大额定电流，能够满足系统方面的需求。
1.3短信模块选择在实际设计当中为了避免出现过期不缴纳租金或者野蛮操作的情况，需要一种工控PLC自动化、现场数据采集传送、专门应用在短信收发以及能够进行无线远程监控的设备进行应用。
PLC和变频器桥式起重机控制系统设计毕业设计
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。
基于PLC的塔式起重机控制系统的设计
基于PLC的塔式起重机控制系统的设计摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大提高了系统的稳定性、可靠性.关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性1. 传统的塔式起重机的控制现状塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进入九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均显著提高，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操作和野蛮操作装置，可杜绝安全事故[2].随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进入了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引入到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度.由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机.2. 塔式起重机PLC控制系统原理本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制.图1 系统总框图运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑.对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式.在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作塔式起重机的需要为主.为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求.变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置.通过测量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，所以选择脉冲编码器及其安装时，应当考虑周全[6，7，10].3. 系统硬件设计电气控制系统原理图主要包括主电路和PLC外围接线图.1.主电路共有六台电机，同时带有风机冷却装置.2.PLC外围接线电路的I/O接线信号分别与表1中的I/O名称相对应.表1 S7-200 I/O分配表4. 系统软件设计根据塔式起重机控制电路的工作原理，绘制软件流程图如图2所示.图2 系统软件流程图在本系统中，PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号（按钮、联动控制台继电器）的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器等器件，以完成相应的控制任务。
基于PLC的桥式起重机变频控制系统设计
中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目：基于PLC的桥式起重机变频调速系统设计中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目：基于PLC的桥式起重机变频控制系统设计论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文《基于PLC的桥式起重机变频系统设计》，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。
论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。
对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。
本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。
论文作者（签字）：日期：2014 年7 月21 日摘要传统的桥式起重控制系统主要采用继电器接触器进行控制，采用交流绕线串电阻的方法进行启动和调速，这种控制系统存在可靠性差，操作复杂，故障率高。
电能浪费大，效率低等缺点。
因此对桥式起重机控制系统进行研究具有现实意义，也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。
本文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应用于桥式起重机控制系统上，并进行了较深入的研究。
根据桥式起重机的运行特点，桥式起重机控制系统采用起重机变频调速系统，该系统主要由上位机、下位机(PLC控制系统)、变频调速系统等组成。
PLC系统采用SEIMENS公司产品，能控制起重机大车、小车的运行方向和速度换档，吊钩的升、降方向及速度换档，同时减小了传统继电-接触式控制系统的中间环节，减少了硬件和控制线，极大提高了系统的稳定性，可靠性。
实验结果表明，采用该控制系统，使桥式起重机工作可靠，使用方便，同时具有动态显示的功能，节能效果好明显。
基于PLC的电动葫芦起重机控制系统设计
基于PLC的电动葫芦起重机控制系统设计摘要随着科技进步与经济发展，电能的应用越来越广泛，电气对电能的生产、运输、分配与应用起着控制、调节、检测与保护的作用。
而PLC的引入使得电器控制变得简单方便，只能可靠。
电动葫芦起重机又称电动提升机，是一种轻小型起重设各，广泛应用于重物的提升、下降、平移搬运，可以减轻劳动强度，提高生产效率，改善劳动条件的必各机械，如在工厂、矿山、车站、港口、建筑卜地、水电站、仓库等生产部门中得到应用。
它具有自重轻、构造紧凑、体积小、维修方便、经久耐用等特点。
主要结构是减速器、起升电机、运行电机、断火器、电缆滑线、卷筒装置、吊钩装置、联轴器、软缆电流引入器等集动力与制动于一体。
它的执行机构主要由提升机构和水平移动装置组成，机构由锥型电动机、减速器、钢丝卷筒等组成。
提升电动机通过减速箱拖动钢丝卷筒，电动机正转或者反转，拖动卷筒，可以使吊在钢丝绳上的吊钩上升或下降，实现提升和下放对象，水平移动装置由电动机，减速箱，导轮，“工”字梁等组成。
平移电动葫芦可以在上字梁上来回移动，用机械撞块限制前后两个方向的移动行程。
本文主要是关于电动葫芦起重机控制系统的的设计。
通过对电动葫芦的控制设计以及PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解机器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC 工作状况进行监控的方法。
关键字：电动葫芦，PLC，变频器，无极调速ABSTRACTAlong with the science and technology progress and economic development. Electric power application is more and more widely . Electrical production, transportation, distribution and application of electricity plays a control role, adjust, test and protection. And the introduction of the PLC make electric control becomes easy and convenient, intelligent and reliable.Also called electric hoist, electric hoist is a small-sized lifting equipment, widely used in weight lifting, lowering, translational carrying, can reduce labor intensity, improve production efficiency, improve the working conditions necessary machinery,. Such as in factories, mines, railway stations, ports, construction, hydropower station, warehouse, etc applied in the production department. It has light weight, compact structure, small volume, convenient maintenance, durability, etc. Main structure is the reducer, lifting motor, motor operation and firearms, cable wire, roll device, hook device, couplings, flexible cable current introduction of device, etc. Integrating force and braking force. Its executive body is mainly composed of hoisting mechanism and horizontal moving device, institutions from cone type motor, speed reducer, the wire reel, etc. Hoist motor through a gearbox drag the wire reel, motor are turning or reverse, drag the reel, can make the hanging on the rope hook up or down, and realize the object of raising and lowering, level of mobile device consists of motor, reducer, the roller, the word "work" beam, etc. Translation can move back and forth on the h beam of the electric hoist, with mechanical collision block limits move in two directions before and after the trip.This article is mainly about the design of the electric hoist control. Through control of the electric hoist design and work principle of PLC control system analysis, system design, programming, and debugging work practice, Know machine control system's general design idea, familiar with and master the peripheral circuit and software design method, and master the method of using PC to monitor PLC working conditions.Keywords: Electric hoist, PLC目录1绪论1.1电动葫芦起重机的系统设计研究的意义1.2电动葫芦课题背景1.3 电动葫芦起重机的发展趋势2 PLC的应用2.1 PLC的构成2.2 CPU的构成2.3 I/O模块2.4 电源模块2.5 PLC系统的其他设备2.6 PLC的通信联网2.7 PLC的应用现状3系统方案设计3.1 系统总体控制方案3.1.1 继电器-接触器的控制3.1.2 PLC的控制3.1.3 PLC控制与继电器-接触器控制相结合3.2控制模块（PLC）的选型及其相关介绍3.2.1 PLC的选型3.2.2 PLC的相关介绍3.3电动机的选型3.3.1电动机的类型3.3.2 电动机容量的确定3.4 电缆的选型4系统硬件电路设计4.1 主电路设计4.2 控制电路设计5系统软件设计5.1 程序流程图设计5.2 程序设计6 结论7 致谢参考文献1绪论1.1电动葫芦起重机的系统设计研究的意义电动葫芦起重机是集电动机，减速机和钢丝绳卷筒(或环涟)为一体的小型起重设备，大多数还带有行走小车，配合单梁桥式或门式起重机，组成一个完整的起重机械。
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基于PLC的塔式起重机控制系统的设计
摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操纵复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大进步了系统的稳定性、可靠性.
关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性
1. 传统的塔式起重机的控制现状
塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进进九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均明显进步，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操纵和野蛮操纵装置，可杜尽安全事故[2].
随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进进了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引进到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度.
由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机.
2. 塔式起重机PLC控制系统原理
本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].
塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制.
图1 系统总框图
运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑.对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式.在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操纵塔式起重机的需要为主.为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求.变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置.通过丈量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，所以选择脉冲编码器及其安装时，应当考虑周全[6，7，10].
3. 系统硬件设计
电气控制系统原理图主要包括主电路和PLC外围接线图.
1.主电路共有六台电机，同时带有风机冷却装置.
2.PLC外围接线电路的I/O接线信号分别与表1中的I/O名称相对应.
表1 S7-200 I/O分配表
4. 系统软件设计
根据塔式起重机控制电路的工作原理，绘制软件流程图如图2所示.
图2 系统软件流程图
在本系统中，PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号（按钮、联动控制台继电器）的输进，判定当前的系统状态以及输出信号往控制接触器等器件，以完成相应的控制任务。
系统部分梯形图如图3所示.
图3 梯形图
5. 结论
本文设计的塔式起重机PLC控制系统在实验室调试以后，已成功应用于长沙某大型起重机公司，系统经过六个月的连续运行，从未发生一次故障，与传统的塔式起重机控制系统相比较，具有以下优点：
1. 使用方便;
2. 具有良好的动态调整性能;
3. 极大进步了系统的稳定性、可靠性;
4. 每年可节约维修本钱1万元左右（据使用该塔机的公司粗略统计，与之前相比，经济
效益每年可进步50多万元），运行效率极大地得到了进步.
经实践证实：本系统的设计是行之有效的，具有良好的应用价值.
本文创新点：对传统的继电-接触器控制的塔式起重机进行改造，设计了一套基于PLC的塔式起重机控制系统，已投进使用.实践证实：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大进步了系统的稳定性、可靠性.
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