桥式起重机工作过程中PLC变频调速的实际运用

桥式起重机工作过程中PLC变频调速的实际运用

魏刚

（马钢第一钢轧总厂热轧物流分厂243000）

摘要：PLC，即可编程控制器是一种专用于工业控制的一种可编程计算机存储器。本文分析如何将PLC变频调速应用于桥式起重机的工作中，能够在电子控制系统中实现对起重机运行的动作控制、实时监测和数据查询，从而最大限度的调动起重机的工作效率，降低工作人员的劳动强度。

关键词：桥式起重机；PLC变频调速；实际运用

随着电子计算机技术的迅速发展，各行业都在利用电子计算机提高工作效率。在工业行为中桥式起重机的使用率很高，但是传统的桥式起重机变频调速控制系统一般由转子回路的串接电阻控制，操作频繁导致起重机受到较大的冲击而故障影响到正常工作。本文对桥式起重机利用PLC（可编程控制器）变频调速的节能性、自动性、灵活性等优势对其进行运行控制，达到了降低故障率、节约电能、工作效率高、节省人力资源的目的。

1桥式起重机概况

桥式起重机（又称天车、桥架型起重机）一般是在码头、车间或者仓库等地架于其上空的对物料进行搬运的起重式机器，名字的由来是其形状，它一般搭建于水泥柱上，利用建筑上层空间对物料或者设备进行吊运，可以节省空间，不受地面摆放物影响。桥式起重机由四部分组成，一般是起重小车（由电动机、制动器、滑轮组、减速器、小车运行机构等部分组成）、桥架运行机构、桥架金属结构（由主梁和端梁两部分组成）及运行的控制设备（电气控制系统）。起重机的运行控制设备就是本文介绍的PLC变频调速控制器工作的部分[1]。

2PLC变频调速相关介绍

2.1PLC介绍

PLC（可编程控制器）是一种被广泛利用在机械自动控制系统的电子编程操作系统，主要组成部分是电源、CPU（中央处理单元）、存储器、通信模块和可计数定位的功能模块。功能是可以编写运算、定时、数字等程序指令，存入控制中枢，通过输出数据寄存器等输出接口控制机械运行。

2.1PLC功能优势

2.1.1方便简单

由于PLC的编程语言采用的是简单明了的梯形图或者逻辑图，所以PLC系统的编写周期较短，容易开发，调试和更改较为简单，可以在计算机网络系统对所编写的程序进行修改和变动，不用浪费人力物力去拆卸和安装机械设备的硬件系统。

2.1.2性价比高

PLC的存储器功能强大，有很多的编程元件，方便不同的机械功能编程，可以通过互联网系统对工业系统进行集中管理和分别控制。一台小型的PLC即可实现特别复杂的机械控制，和继电器的系统比较，有很强的性能，而且节省经费。

2.2.3适应性强

PLC在20世纪末期为了更加适应现代工业的需求，已经将产品系列化，出现了大型机和超小型机、各式特殊的功能单元以及不同的通信单元配套使用。用户可以对不同的功能、规模进行灵活配置。PLC还有安装方便、较强的负载能力等优势，适应不同的工业设备。

2.2.4抗干扰强

由于PLC可以用软件对继电器进行替代，大量减少了接线，也就减少了因为触点造成的故障率。PLC为了增强抗干扰能力，在硬件和软件方面采取了一系列的措施，可放心用于有不同干扰现象的工业场所，被称为最可靠的现代工业自动控制设备。

2.2.5工作量少

由于PLC利用软件代替继电器等硬件，也就很大程度上减少了其设计和安装的工作量。PLC的编程方法有规律可循，采用梯形图语言，较为简单，减少了一定的工作量。编写程序可以在实验室内进行模拟调试，通过可发光的二极管对信号输出状态进行观察，完成安装后，在实验室内的检查和调试就可以发现控制程序的编写问题而及时更改，大大减少了系统调试时间。

2.2.6维修方便

由于PLC控制系统可以自我诊断、故障率低和完善的显示功能，因此如果PLC或者被控制的输出设备出现故障后，可迅速根据二极管或者PLC的编程器显示的故障查明原因和排除故障。

3桥式起重机工作过程中PLC变频调速的实际运用

为了能够达到控制起重机电动机的调速变频功能和选择多种速度，施工人员可以实时地利用PLC变频调速对桥式起重机的运行系统进行操控。根据PLC电气控制技术特征，控制桥式起重机的速度端口，可以做到对起重机的变频调速。还可以通过使用变频调速控制系统的触摸屏控制面板，对桥式起重机的运行数据和运行状况进行分析统计和运行控制，以便对起重机进行远程监控和管理。新型的PLC电气控制技术系统中的远程监控部分是最为重要的组成，它可以代替传统的变频调速技术中的开关、指示灯、设置数据信息和控制面板等，极大地发挥了PLC变频调速功能的优势。桥式起重机工作过程中PLC变频调速能够对机械运行的情况进行远程监控，使得施工人员能更加全面的把握起重机运行状况，及时获得精准的数据和分析结果。

3.1变频调速控制系统

桥式起重机是利用变频调速的控制系统对主机构和副机构的升降及运行速度进行调节控制。变频调速的控制系统对电机运行的主机构和副机构的限位有一定的保护功能，包括升降的限位以及大小车的限位都可受到保护。PLC变频调速分为很多类型，而且根据被监控的对象有所不同，则会出现输入点数和输出点数以及数据扫描的速度都不一样。PLC变频调速控制系统包含多种功能性的模块，各个模块都具有一定的独立性，但是也可以组合运行，形成一种网络型的计算机处理方式。在数据处理和分析统计监控方面，PLC变频调速控制系统非常可靠，对较为复杂的模块集成功能也可快速处理合成，对于桥式起重机的变频调速是较为理想的[2]。

桥式起重机变频调速控制系统应当配置制动用的电阻，尤其是主机构和副机构部分。桥式起重机在放下重物时，可能会由于重力的原因，会存在再生的制动情况，而拖动系统会将动能传达到变频控制系统的直流电路，导致直流电压不间断的升高，最后会出现较为危险的情况。所以，制动电阻的功能就是消耗这部分再生到直流电路中的电能，保持直流电压稳定在其允许范围内。桥式起重机的变频调速控制系统的电动机在运行和工作状态下要经常进行正转、反转、电动等的运转。变频调速的控制系统的给定频率信号和电动机的起动信号等都是由变频调速的控制系统的控制端发出，也就是变频调速的控制系统外部的运行操作，这样可以很大程度上提高生产和施工的自动化[3]。

在启动状态下，桥式起重机应当由设备操作模块的面板对升降机进行控制和监控。在启动和停止时，通过检测变频调速的控制系统的输出频率来控制电磁制动器的运行。

3.2PLC控制系统

事实上，对于桥式起重机的控制，PLC变频调速控制系统的操作人员，一般可以由操作模块的按钮和主控制器命令对电动机的正转、调速等功能进行控制。PLC在接收到指令性信号后，向变频调速的控制系统发出运行或者调整的信号，变频调速的控制系统再根据指令对电动机进行控制，这样的方式代替转子串电阻的调速方式，很大程度上提高了桥式起重机的效率。

3.3抗干扰系统

当桥式起重机在室内或者生产车间中工作时，可能会受到很多来自室内的干扰，所以在使用PLC变频调速的控制系统时，应当建立抗干扰的系统模块。如，在选择电线电缆时，需要对电线电缆是否能够对输入输出进行信号屏蔽给予重视，最好是要求选择一端接地；如果将PLC装柜时，四周应当至少预留50cm的空隙以便通风，当然也要远离尘土、振动和阴湿的位置，要放在干燥、稳定和无尘的地方。

4总结

随着社会的经济快速发展，应当将自动化设备应用于工农业生产的机械设备。在桥式起重机工作过程中，应用新型的自动化设备——可编程控制器（PLC）变频调速可以很大程度上提高起重机的工作效率和工作水平，提高了操作精度和稳定度，更好的适应桥式起重机在现代工业中的发展应用，基于PLC控制的变频调速在桥式起重机机械设备上的应用前景，此项技术的研究与应用具有较强的推广价值。

参考文献：

[1]李斌.探究PLC变频调速在桥式起重机中的实际应用[J].信息技术，2013（23）：160.

[2]王军伟.PLC变频调速在桥式起重机中的应用[J].机械工程与自动化，2011（2）4：196-197.

[3]解太林.基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用[J].自动化控制，2016（4）：146-147.