PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用

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1、PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用1绪论桥式起重机在各行业有着广泛的应用，其作用主要是用来实现物体的升降和转运，其能否正常工作，直接影响到企业生产效率的提高。桥式起重机基本结构，主要由起重小车、桥架金属结构、桥架运行机构以及电气控制设备4个部分组成。机构主要有主起升机构、副起升机构、小车运行机构、大车运行机构。1.1倡源煤矿基本简介山西介休倡源煤炭有限责任公司是山西凯嘉能源集团有限责任公司属下企业，公司前身为介休市连福镇镇办煤矿，2005年8月，由山西义棠煤业有限公司整体并购，2006年4月，省煤整办批准山西介休倡源煤炭有限责任

2、公司整合金山坡煤矿和西兴煤矿,2007年12月,山西义棠煤业有限公司、山西中通投资有限公司、介休义民投资有限公司三方签署合作协议，共同投资建设山西介休倡源煤炭有限责任公司，公司井田面积4.62km2，可采煤层6层，可采储量32702kt，设计能力为120万吨/年。1.2存在的问题18随着现代控制技术的发展，变频调速技术以其优越的起制动控制特性，在各种行业得到了广泛应用。在起重机控制系统中，起升机构采用变频器驱动，可使用鼠笼式异步电动机取代以往使用的绕线式异步电动机。同时，变频器驱动控制的电机，起动冲击电流小，转速变化平稳，起升、行走定位准

3、确，能够有效地提高生产效率。倡源公司机修队100/20t桥式起重机，主要用于吊钢包、吊废钢、加料等。该起重机主要采用交流绕线转子串电阻方法进行启动与调速，继电接触器控制。由于载荷利用率高，工况恶劣，而且重载下频繁起动、制动、反转、变速等操作，实际使用中存在如下问题：(1)调速方式只能进行有级调速；(2)起动/制动冲击电流大，对电动机的电刷、滑环及制动器有比较大的冲击，维修率高；(3)串电阻长期发热，电能浪费大，效率低；(4)接触器控制系统可靠性差，操作复杂，故障率高等，极大影响了该厂的效益。   本文针对该系统的不足，将可编程序控制器、变

4、频器和触摸屏控制技术应用于桥式起重控制系统中，使得起重机的整体特性得到较大提高，投入运行后效果良好，运行稳定。2起重机的工作原理桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的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，构成一矩形的工作范围，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。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

5、接结构。18起重机运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型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。起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮，如果起重量很大，常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时，必须采用铰接均衡车架装置，使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。桥架的金属结构由主梁和端梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。

6、单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成，双梁桥架由两根主梁和端梁组成。主梁与端梁刚性连接，端梁两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道，供起重小车运行。桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机基本上都是在通用吊钩桥式的基础上派生发展出来的。3起重机电气控制系统硬件设计桥式起重机有四个机构，分别为： （1）主起升机构：37kW（一台电机）； （2）副起升机构：30kW（一台电机）；18 （3）大车运行机构：2×7.5kW（

7、两台电机）； （4）小车运行机构：7.5kW（一台电机）；   改进后，起重机控制系统主要由上位机-触摸屏控制系统、下位机-可编程控制器、变频调速系统以及负荷重量测量仪等组成（控制系统结构框图如图1所示）。各机构电动机都需独立运行，大车为两台电动机同时拖动，实现同步运行。所以整个系统有五台电动机，四台变频器。起重机必须实现的操作功能有：主起升机构升降、副起升机构升降、大车运行、小车运行；保护功能有：主副起升机构上升限位、下降限位、大车限位、小车限位，超载保护等。    本系统主要由PLC和变频器来实现起重机的运行及保护等功能。 3.1系统

8、控制要求及设计18　　桥式起重机运行机构，分为主起升设备、副起升设备、大车、小车运行机构4个部分。起重机大车运动方向有前后、小车运动方向有左右要求，根据运动速度要求又分为1～4挡，加减速时间为