PLC、变频器在天车自动控制系统中的应用
PLC在天车自动控制系统中的应用_1
PLC在天车自动控制系统中的应用一PLC的结构及特点PLC即可编程逻辑控制器，实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，由电源、中央处理单元、存储器、输入输出接口电、功能模块、通信模块路构成。
当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
它的特点有：系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化；使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。
另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件；能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
在现代工业控制中，PLC由于具有可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程方便，易于使用，控制系统设计、安装、调试、维修方便，维修工作量少等一系列的优点而得到了广泛的应用。
二在天车起升控制系统中的应用天车起升电气系统采用绕线式异步电动机，转子串电阻进行起动调速，电机功率较大时采用延时继电器、接触器等进行控制。
延时继电器的形式多为空气阻尼式，晶体管式等，由于工作环境较恶劣等因素，其故障率较高，造成的后果可能使电机工作无力或直接跨级切除电阻使电机启动电流过大损坏设备。
线路较复杂继电器接点多，发生故障后排除故障的时间较长，对于生产节奏较快的场合不免会影响正常的生产。
在检修过程中需要大量的时间在现场进行配线调试，维修者的劳动强度大。
PLC以其较高的无故障工作时间(平均无故障时间在数万小时以上)，外部连接线较少，有故障指示，体积小，以及调试方便等优点在各行各业控制中应用广泛。
所以可以用小型PLC来取代传统的继电器式控制。
PLC代替了大部分继电器接点和线路之后，使控制系统简单。
PLC的外部接线端有指示灯，有利于故障的判断处理。
PLC在桥式起重机(天车)中的应用
畢業設計學校：烏海職業技術學院班級：07機電一體化一班學號：2007810457姓名：指導老師：目錄前言 (4)第一章PLC在橋式起重機（天車）中應用的前景1.1 PLC發展前景 (7)1.2 PLC控制橋式起重機(天車)改造的優缺點 (8)第二章20/5t橋式起重機常用電器2.1 常用低壓電器設備的選擇 (10)2.2 刀開關和組合開關 (11)2.3 熔斷器 (11)2.4 低壓斷路器 (12)2.5 按鈕 (12)2.6接觸器 (13)2.7 熱繼電器 (13)第三章20/5t橋式起重機參數，組成3.1 20/5t橋式起重機基本參數 (14)3.2 20/5t橋式起重機變頻調速系統電動機容量選用 (18)3.3 電阻器和頻敏變阻器 (20)3.4 制動裝置選用 (21)3.6 20/5t橋式起重機的起重小車 (22)第四章20/5t橋式起重機機械設備4.1 20/5t橋式起重機橋架及運行機構 (25)4.2 20/5t橋式起重機的車輪選擇 (26)4.3 20/5t橋式起重機的抓鬥 (27)4.5 20/5t橋式起重機的鋼絲選擇 (27)第五章凸輪控制器，變頻器5.1 凸輪控制器 (29)5.2 變頻器 (30)第六章PLC的選型,控制梯形圖6.1 PLC選型 (32)6.2 PLC I/O點分配控制程式及梯形圖 (33)第七章20/5t橋式起重機電氣控制線路7.1 20/5t橋式起重機工作原理 (38)7.220/5t橋式起重機主令控制器通斷表 (39)7.3 2 0/5t橋式起重機電氣控制裝置的安裝要點 (40)第八章起重機數位化控制系統的簡述結束語 (42)參考文獻 (42)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。
PLC-变频器在起重机电控系统中的应用
PLC-变频器在起重机电控系统中的应用起重行业采用PLC-变频器调速在近几年逐渐得到推广和普及，尤其在大型起重设备上，用PLC程序控制取代传统的继电-接触器控制;用变频调速取代绕线电机转子串电阻调速;用变频电动机或异步电动机取代绕线电机，再配合先进的现场总线技术和人机界面系统，提高了设备控制精度和稳定性，降低了故障率，且节能效果显著，易于检修维护，成为提高企业生产效率的好途径。
控制方案:某重型机械制造大件分厂，承担着所有大件设备装配、定位、对接等任务，对起重机性能要求很高，所用一台QD250/50t桥式起重机采用了siemens S7-400 PLC、ABB变频器、触摸屏等高性能配置，应用了先进的Profibus现场总线技术、带编码器反馈的直接转距控制方式、及先进的人机界面系统。
桥式起重机分为主钩、副钩、大车、小车等四部分.因主起升机构在起重机应用上最为典型，控制也最为复杂，故本章以主起升为例详细介绍其控制方式。
1、PLC整个系统以S7-400 PLC作为电控核心，主要有电源模块、CPU、输入输出模块及接口模块等组成。
输入模块采集由限位开关、热敏电阻、变频器故障反馈等设备的信号状态;接收主令控制器、按钮开关发出的控制指令，集中在CPU中进行运算，并将程序运算结果通过输出模块和Profibus现场总线传送给接触器和变频器等执行设备，从而驱动电动机、液压抱闸、冷却风机等完成各种生产任务。
2、Profibus串行通讯现场总线系统Profibus是一种开放式串行通讯标准，该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换。
在本系统中以S7-400作为主站，以各机构变频器作为从站，通过DP接口模块和RS485屏蔽双绞线进行数据快速实时交换。
设置变频器通讯参数：98.02=fieldbus 激活通迅模块51.01= Profibus-DP 选择现场总线类型51.02=3 设置主升变频器站地址51.03=1500 选择通迅传输速率为1.5Mbit/s51.04=PPO4 选择数据传输类型4(6个过程数据为一个标准块)作为主站的PLC中央处理器从从站读取各种输入状态信息，即从变频器读出主升状态字和实际值，包括变频器准备好、上电应答、运行、转矩验证OK、变频器故障、电动机实际转速等信息;并将各种输出信息写入从站，即将控制字和速度给定写入变频器。
PLC天车无人化控制系统的设计研发与应用
PLC天车无人化控制系统的设计研发与应用PLC（可编程逻辑控制器）天车无人化控制系统的设计研发与应用是针对工业生产中使用的天车无人化自动化控制系统的开发工作。
本文将从设计需求、硬件配置、软件编程和应用实践等方面探讨PLC天车无人化控制系统的设计研发与应用。
首先，PLC天车无人化控制系统的设计需求是基于传统天车控制系统的痛点和需求进行的。
传统天车控制系统通常需要操作员进行手动控制，存在人为操作风险高、生产效率低下等问题。
因此，设计一个无人化控制系统来替代传统的手动操作，提高生产效率、降低风险十分必要。
其次，PLC天车无人化控制系统的硬件配置主要包括PLC设备、传感器和执行机构等。
PLC设备是整个控制系统的核心，可以实现数据采集、逻辑计算和控制指令发送等功能。
传感器用于实时感知天车的状态信息，包括位置、速度、载荷重量等。
执行机构用于执行控制指令，例如控制天车的运行、起升、降落等动作。
接下来，PLC天车无人化控制系统的软件编程是设计的关键。
软件编程的目标是实现天车无人化运行的自动化控制，需要根据天车的工作流程和规则，通过PLC软件编写逻辑控制程序。
这些程序包括天车的自动寻迹、定位、避障、运动等操作。
同时，为了提高系统的可靠性和可扩展性，可以设计报警机制和故障排查功能等。
最后，PLC天车无人化控制系统的应用实践非常广泛。
它可以应用于各种工业生产领域，如物流仓储、汽车制造、重型机械装配等。
通过实施无人化控制系统，工厂可以实现生产线的智能化、自动化，并实现生产效率和质量的提升。
此外，PLC天车无人化控制系统还可以与其他工厂信息系统进行集成，实现更高级别的生产管理和优化。
综上所述，PLC天车无人化控制系统的设计研发与应用是一个复杂而重要的工作。
它需要满足工业生产的实际需求，合理配置硬件设备，编写高效可靠的控制程序，并在实践中验证和优化系统。
这样的控制系统有着广阔的应用前景，并将为工业生产带来巨大的改变。
变频器及PLC在焙烧多功能天车上的运用
变频器及PLC在焙烧多功能天车上的运用摘要：对电气行业的运行及发展状况进行分析，认识到变频器以及PLC技术在焙烧多功能天车中运用的必要性。
结合多功能天车运行及使用的现状，总结技术运用中存在的问题，旨在通过问题的分析构建解决策略，以实现多功能天车使用的目的，推动当前电力企业的稳步发展。
关键词：变频器；PLC；焙烧；多功能天车伴随电气产业的运行及发展，焙烧多功能天车是阳极焙烧炉中专用的操作设备，通过该种设备的运用，可以实现焙烧炉与编、解组站之间的阳极传送，阳极夹具会将阳极送入到焙烧炉坑之中，通过合理填充实现焙烧多功能天车使用的目的。
但是，在以往焙烧多功能天车系统运行中，存在着控制水平低、天车故障效率高的现象，电气产业为了保证天车的平稳运行，并满足当前点力产业的生产需求，与变频器以及PLC技术进行融合，通过对电气系统的升级、改造，有效解决焙烧多功能天车运行中存在的问题，提高电气产业的生产效率，积极推动行业的发展。
1概念分析1.1变频器在变频器使用中，通常会通过改变电源频率改变电压，将其运用在焙烧多功能天车之中，可以实现过载、过流以及过压的保护职能，充分满足行业的发展需求。
1.2 PLC选型及构成通过对PLC系统运行状况的分析，其作为较强的带负载技术，可以直接驱动大多数电磁阀以及小型交流接触器，该种技术存在着技术运用广、功能强大以及使用便利的优势，将其运用在工业产业之中，可以为电气行业的发展提供参考[1]。
1.3 焙烧多功能天车焙烧多功能天车作为焙烧阳极车间的专用设备，其具体的操作职能包括以下几点：第一，将焦炭填入到炉坑地层中可以稳固阳极；第二，当获取到阳极炭块之后需要放入到焙烧坑之中；第三，通过阳极夹具的运用，可以将焙烧料箱内的熟块夹住，让后将其运用在出路作业系统之中；第四，通过起重机的使用，可以进行燃烧器设备的搬运，保证电气系统运行的稳定性。
2电气系统的资源配置2.1电气系统组成结合电气系统运行状况，具体的组成包括：第一，电机；第二，变频调速柜；第三，PLC可编程序控制器；第四；人机界面；第五：其他控制元件等，如断路器、继电器等设备。
PLC、变频器在天车工控自动控制系统中的应用
PLC、变频器在天车工控自动控制系统中的应用摘要：在实际工作生产工作中，部分场合要求设备与变频器加、减速时间严格匹配，为了防止时间的搭配不当而引起电机转子堵转，导致变频器跳闸，长时间堵转，会引起定子电流加大，从而烧毁定子线圈，应用变频器和PLC之间的信号配合和硬件设计可以达到此工作要求。
另外使用可编程控制器（PLC）不但简化了原有的线路，而且通过PLC实现了逻辑控制和时间参数的精确调整。
关键词：PLC；变频器；天车工控自动控制系统；应用1起重机的简介供电特点及主要技术参数1.1起重机的简介桥架是由端梁、走台、主梁等部分组成，是重要组成部分，主梁横跨在车间的上方，它是由有桁架、工型钢、梁肋等架构组成，主梁的两端联接有两个梁头，在梁头的一侧设有行走台和防护栏杆，在行走台对立面装有大车行走的机构，为设备供电的辅助电源滑线安装在走台的另一侧。
大车的运动装置是由拖动电动机、行星减速器、联动轴、行车轮和制动系统等组件构成，而对于大车的驱动方式安装的安装目前有两种，分别是集中、分别驱动两种方式，但是集中驱动方式结构复杂，自分量较重，并不适用于今天工业化的要求，逐渐被现有技术所淘汰；分别驱动是在大车两端分别安装电动机、减速器，其输出轴分别控制主动轮。
它的优点是自重比较轻，结构简单、调试方便，能够满足大多数企业的要求，在实践上使用效果良好，故障率较低，维修方便，已经成为国内生产桥式起重机的厂商首选的驱动方式。
垂直提升机构，提升垂直机构由卷扬电机、联轴器、钢丝绳卷筒器、减速机、刹车片和滑轮吊钩等组成。
卷扬电动机经过联动轴和减速箱相联接，减速箱的输出端与钢丝绳卷筒相联接，钢丝绳的末端穿过起重滑轮吊钩固定在卷筒器外壳上，当电机带动卷筒运转时，钢丝绳随滚筒的正反向转动缠绕或放开，起重滑轮吊钩也就随钢丝绳上升与下降。
2问题的出现(1)动态浪涌电流过大，容易造成电力系统电压上下波动。
(2)硬件机械装备使用损耗大、寿命短。
由于电机启动时是全压启动，会有一定的冲击力对钢丝绳、变速箱与电机的连轴器等机械硬件造成一定冲击导致其损耗严重。
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。
无人天车电气控制系统中的变频器选择与PLC通信
无人天车电气控制系统中的变频器选择与PLC通信摘要：随着经济的发展和科技的进步，无人天车在现代化生产中的应用越来越大广泛。
由于PLC在工业自动化中的应用越来越深入，并且其具有较高的工作可靠性，因此用PLC来代替传统的交流控制器已成为一种必然趋势。
本文就无人天车电气控制系统中的变频器选择与PLC通信展开探讨。
关键词：无人天车；电气控制；变频器与PLC引言冶金天车在恶劣复杂的环境下工作时间过长，电气设备老化，且控制系统不精确、不完善，导致天车在运行时事故率增加，影响生产的顺利进行。
优化天车的电气控制系统，可降低事故率，保障生产连续性。
1天车结构介绍天车按照结构来分主要有3个部分，这3个部分分别为机械构造、金属桥架、控制部分，其中机械构造按照其功能来说主要分为大车、小车运行结构，和吊钩的起降结构，同时还带有辅助安全保护装置，在本章节主要对天车的机械部分进行简短介绍。
（1）小车运行机构。
小车的运行机构主要作用是让吊钩发生横向移动来调整货物的运行方向和轨迹，在实际应用中小车机构非常重要，它主要由动力电机、联轴器、减速器、传动轴组成。
（2）大车运行机构。
大车的运行机构驱动车轮使天车沿着轨道前行或后退，主要包含电机、制动器、传动轴、减速器等，同时还有主动车轮组，从动车轮组等。
（3）安全保护装置。
安全保护装置主要指过负荷、过载、防撞的保护，主要有过载限制装置、吊钩起升、下降位置限制装置、大车和小车行程限位及防撞缓冲装置等。
（4）起升机构。
吊钩起降部分是天车中非常重要的机构，它是用来起吊设备的，主要包含动力电机、制动器、吊钩组、联轴器，同时还有荷重仪等称重装置。
2无人天车电气系统PLC无人天车电气系统主要由六大模块组成：（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。
以上模块包括了PLC控制系统、变频器、同步与纠偏系统、制动器的控制和安全保护系统等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变频器、PLC在天车自动控制系统中的应用
摘要：针对天车正常使用和维护保养过程当中，出现的电能浪费、设备故障率高、电器元件损耗大的问题进行分析，并通过自控改进解决了问题。
关键词：天车大车小车PLC 变频器电动机
前言
天车也称桥式起重机，主要用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备，它是由大车、小车、减速机、电动机、控制系统等设备构成。
我们公司是以生产镀锌钢卷为业务的加工型企业，由于钢卷的重量大、形状特殊，因此搬运完全依赖于天车，它的运转情况直接影响到公司的正常生产，甚至涉及到工人的人身安全。
一、问题的出现
因为生产需求，我司在仓库及车间各装配2台25吨起重量的天车，在使用过程当中经常出现相同问题：（1）起动电流过大，对电网冲击大；（2）机械设备使用寿命过短，电机连轴器、钢绳等机械易磨损；（3）接触器、继电器等电器元件的触头、线圈经常烧坏；（4）电动机故障率高。
而维修天车属于高空作业，极不方便，而且天车故障很大程度上影响了生产进度。
基于上述原因，公司派我对天车故障全面检查，进行改进。
二、故障检查与分析
经过详细的检查、试验以及分析，产生故障的原因有5个方面：
（1）拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，而且电动机一直在额定转矩下工作，电能浪费严重。
（2）天车升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲击也较大，机械设备使用寿命缩短，操作人员的安全系数较差，设备运行可靠性较低。
（3）天车每天需进行大量的搬运工作，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件---交流接触器并通过继电器来接入和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在电流比较大的状态下，容易烧坏触头、线圈。
同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。
因而设备故障率比较高，维修工作量比较大。
同样小车、大车的运转也存在上述问题。
（4）在天车起升的瞬间，升降电动机有时会受力不均匀，易过载，直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。
（5）为适应天车的工况，操作人员经常性的反复操作，导致天车的电器元件和电动机始终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。
针对上述现有技术存在的不足，我决定采用先进的可编程控制技术（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，进而实现天车的半自动化控制。
公司看了我的意见之后，在原材料充分的情况下，决定改进仓库入口的天车。
三、改进方案
我认为首先应该改进的是交流电动机的调速方式，改进过程当中，我采取了变频器调节方案。
3.1拖动系统
1、电动机选型
A.大车与小车所用电动机这个方面要求不高，选用普通的笼型转子异步电动机即可，因此，原设备系统的电动机不需作改动；
B.升降用电动机由于要求比较高，应选用变频专用的笼型转子异步电动机。
原设备系统采用的是绕线式异步电动机，出于经济方面的考虑，通过短接转子回路也能进行使用。
2、调速方法
采用目前国际先进技术，具有矢量控制功能的变频调速系统。
变频后转速可以分档控制，改进中对主钩电动机我采用3段速度运行，从低到高逐步切换，这样，就有效的防止了电动机的全矩启动。
3、制动方式
在改造过程当中，采用何种制动方式显得至关重要，既要准确制动实现自动控制，又要防止突发事件，因此我采用了再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。
这种结合方法具有如下两个优点：
A.首先，通过变频器调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大车、小车和起重机的速度迅速而准确地降到0(使它们停止) ；
B.对于天车，常常会有重物在半空中停留一段时间（如重物在半空中平移），而变频调速系统虽然能使重物静止，但因设备容易受到外界因素的干扰，（如在平移过程中常易出现的瞬间断电）因此，利用电磁制动
器进行机械制动仍然是必须的。
3.2变频调速系统的控制要点
天车拖动系统的控制动作包括：大车的左、右行走及速度档位；小车的前、后行走及速度档位；起重机的升、降及速度档位等。
所有这些，都可以通过可编程序控制器（PLC）进行无触点控制。
天车控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制。
在电磁制动器抱住之前和松开之后的瞬间，极易发生重物由停止状态下滑的现象，称为溜钩。
防止溜钩的控制需要注意的关键问题是：
1）电磁制动器在通电到断电（或从断电到通电）之间是需要时间的，经精确测试，大约0.6秒。
因此，变频器如过早地停止输出，将容易出现溜钩。
2）变频器必须避免在电磁制动器抱闸的情况下输出较高频率，以免发生“过流”而跳闸的误动作。
为此，我采取了如下控制方法：
1．重物高空停止的控制过程
A．设定一个“停止起始频率”5Hz,当变频器的工作频率下降到5Hz 时，变频器将输出一个“频率到达信号”，发出制动电磁铁断电指令；
B. 另外将5Hz的维持时间设定为0.8秒, 略大于制动电磁铁从开始释放到完全抱闸所需要的时间0.6秒；
C. 经过0.8秒之后，变频器将工作频率下降止0，此时，主钩电动机停止工作。