基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用

基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用

张峰

（身份证号码：2311241980****0199）

摘要：随着时代的发展、科学技术的进步，传统桥式起重机的弊端也逐渐暴露出来，其采用转子回路串接电阻实现对电机的调速，在运行过程中，需频繁操作电控系统，增加了电机的通断次数，并且，因为运输物品的质量常常处于变化状态中，致使机械冲击频发、受重变化情况较大。通过在桥式起重机中应用PLC系统，能够实现平滑无级调速，有效解决了电气控制这一难题。

关键词：PLC控制；变频调速；桥式起重机

1PLC的主要构成

PLC是一种现代化、科学化的电子系统，因其自身的特点及优势，被大范围的应用于机械工程领域，实现对机械设备运行状态的监督与控制。PLC的核心元件为具有编程功能的存储器，用户可编制模拟输入、数字输入、定时、控制流程以及逻辑运算等程序，随后，借助接口或者是I/O设备来达成输出的目的，确保设备顺利运行、生产。相比其他系统软件而言，PLC的编程元件十分齐全，梯形图的编程方式，能够实现多种繁琐、复杂的控制功能，其简便的操作方式，更加易于掌握与理解。现阶段，传统的继电器由于弊端良多，已经被行业所淘汰，通过引用PLC控制系统，在减少触电情况的同时，还确保了系统的安全性和稳定性。PLC涵盖了四个部门，即编程装置、输出模块、输入模块以及CPU，I/O模块的数量一般取决于系统CPU的自身容量。通常情况下，CPU由两大部分组合而成，即储存器和微处理器，具有中断程序、处理信息与数据、执行用户程序与采集信号的作用。I/O模块具有模拟、接收、控制信号等功能，接触器、调节阀、变频器、电磁阀、数字显示装置以及指示灯同属于外部设备，具有控制接口信号与输出信号的作用。编程器用来修改、编辑、检查、监视用户程序的开发与运行情况。

2PLC可编程控制器技术和变频调速技术结合的优势

2.1能够极大地节约电力

现在出现的PLC可编程控制器的结合引发的PLC变频调速技术的诞生，则解决了传统旧有的起重机系统工作模式的耗电问题，处理了不合理性，实现了桥式起重机在日常生产生活工程中的广泛运用，符合国家大力提倡的环保节能理念，节能电力。

2.2促进工效的提高

使用PLC变频调速技术，可以在机器电机的负载情况的波动不同的情况下，做到依据个汇总不同的实际工作的需要和场景，控制出适合的电机转速；同时，还可以利用点击的低速转动来增加工程工作的精准度没减少在工程过程中的空隙间隔时间，整体上促进起重机工作效率。

2.3发挥高水平的工作能力

在工程工作中，可以利用PLC变频调速技术，进而发挥起重机的高水平的工作能力。例如，在使用起重机的时候当时的实际特殊情况将其调整至最适合的速度，提升工作效率，有效的控制工作成效，促进工作水平的提高。例如，在运输带中对其生产设备使用此项技术则能够使其平稳的减速和加速，对塑料、造纸等设备使用此项技术则能够达到机器的高水平精确度的控制转矩等等。

3工程中对PLC变频调速技术的利用

3.1对生产过程进行控制

工作人员在操作控制桥式起重机运行的时候，能够实时的利用PLC变频调速技术对系统进行操控，达到控制电动机的调速变频和选择多段速度。要做到对机器的变频调速，可以依据PLC控制技术的特征，操控桥式起重机的电机高、中、低三种速度端口，分析和控制起重机的运行数据和状况，通过使用调速控制系统触摸屏控制面板，完成远程监视桥式起重机的运行和工作。而通过针对工作生产过程中的桥式起重机进行控制和监管，将能够大大的增强桥式起重机的工作的可靠度，促进工作水平和工作效率的提高。

3.2达成远程监管和控制

在新型的控制技术系统中，远程监控是最重要的组成部分之一，将能够替代传统大部分的按钮开关、指示灯、数据信息设定以及传统的大部分控制面板。能够发挥PLC调速变频技术的优势，做到监控远程工作运行情况，及时获得清晰准确的信息数据，是工程人员能够全方位的把握起重机的运转情况，发挥出更高的工作效率。

4对桥式起重机的简述

4.1桥式起重机的重要地位

桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，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。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。随着我国制造业的发展，桥式起重机越来越多的应用到工业生产当中。在工厂中搬运重物，机床上下件，装运工作吊装零部件，流水线上的定点工作等都要用到起重机。起重机中种数量最多，在大小工厂之中均有应用的就是小吨位的起重机，小吨位的桥式起重机广泛的用于轻量工件的吊运，在我国机械工业中占有十分重要的地位。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高粱上轨道纵向运行，起重小车沿铺设在轨道横向运行，起重吊钩作铅垂方向运行，能够同时完成一个升降运动，两个水平运动，构成一个三维的工作空间，能够充分利用桥架下方空间进行垂直及及水平运输作业。不受地面设备的阻碍，但它起着非常重要的作用，工作中稍有疏忽，就有可能造成人身伤亡成重大事故，导致重大的经济损失，属于特种设备。因此工作中必须保证安全生产，同时又提高工作效率。

4.2国内桥式起重机发展有三大特征

4.2.1改进机械结构，减轻自重

国内桥式起重机多已经采用计算机优化设计，以此提高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用新结构。如5～50吨通用桥式起重机中采用半偏轨的主梁结构。与正轨箱型相比，可减少或取消加筋板，减少结构重量，节省加工工时。

4.2.2充分吸收利用国外先机技术

起重机大小车运行机构采用了德国Demang公司的“三合一”驱动装置，吊挂于端梁内侧，使其不受主梁下挠和振动的影响，提高了运行机构的性能和寿命，并使结构紧凑，外形美观，安装维修方便。遥控起重机的需要量随着生产发展业的壮大规模越来越大，宝钢在考察国外钢厂起重机之后，提出了大力发展遥控起重机的建议，以提高安全性，减少劳动量。

4.2.3向大型化发展

由于国家对能源工业的重视和资助，建造了许多大中型水电站，发电机组越来越大。特别是长江三峡的建设对大型起重机的需求量迅速提升。三峡电厂需要1200吨桥式起重机和2000吨大型塔式起重机。

4.3在桥式起重机上对变频调速控制系统的设计

PLC的存在着丰富多样的种类，在对被控制对象设备的输入输出点数和扫描速度等相关因素进行综合性分析之后，本文主要选取西门子公司生产的S7-200型系统作为实验研究对象。当设计系统的时候，一方面要设计好开关量和模拟量的I/O点数，另一方面还需要依据目前的市场和各种行业的要求，设置好8路模拟输出以便作为反馈信号，在此之中，4路的模拟量的各类输出和输入值例如PLC系统的控制端输入/输出、要求输入/输出的点数冗余水平在15%以上。

结束语

随着我国的经济市场的逐步发展，对于自动化的要求越来越高，尤其现在更是提出了工业4.0，生产设备的自动化。通过技术上的升级改造，大大的提升了桥式起重机的运行安全状况，因为其改造过后的控制方式简单、易排查故障的优势，极大地降低了工作人员的维护精力消耗，也降低了设备的能耗。对于工作效率以及工作水平有着显著的提升。所以，这种新型的基于PLC的变频调速技术可以在桥式起重机的工程运用中具有广阔的使用前景。

参考文献：

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