PLC控制变频器技术在桥式起重机改造中的应用

　　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。传统的起重机驱动，一般使用线绕式异步电动机及鼠笼式异步电动机，采用改变极对数、转子串电阻等方法，具有起动冲击电流大、设备冲击严重、噪声大等缺点，严重影响设备使用寿命及定位精度等。

　　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。

　　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、行走定位准确，能够有效地提高生产效率。

1 系统控制要求及设计

　　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3～6S；通常小车行走机构采用1台电动机，而大车行走机构需采用2～4台电动机，大、小车本身的惯性也较大，为防止电动机被倒拖动处于发电状态时产生过电压，因此大、小车控制部分均配备制动控制单元及制动电阻来释放能量。在设计中，电气控制系统引人PLC控制技术，四大运行机构调速均采用变频调速，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。为了减少对电网的谐波污染，每个变频器均加有输入电抗器，不仅可以减少高次谐波分量，同时也有效地抑制了输入电流峰值，有利于提高整流二极管使用寿命。电源输入端使用断路器，作为变频器的短路保护。

　　改造后的桥式起重机变频调速系统，主要由上位机(工业触摸屏系统)、下位机(PLC控制系统)、变频调速控制系统组成。桥式起重机变频调速系统结构图如图1所示。

　　下面分别对各主要机构调速控制进行说明。

　　1.1起升机构

　　起升机构属位能负载机构。主、副起升机构的2台电动机各使用1个变频器。变频器的选择，以变频器的额定电流为基准，一般以电动机的额定电流、负载率、变频器运行的效率为依据。

　　起升机构的控制方式选用带PG的矢量控制方式。PLC接受电动机的旋转编码器经数模转换卡送达的反馈信号，避免吊钩的下滑。

　　1.2运行机构

　　运行机构中2台电动机使用1个变频器。考虑到运行机构的工作频率较少，为节省成本，在运行机构调速控制系统中，共用1台变频器。变频器的选择，一般以电动机的额定功率作为选择的依据。通常选额定功率大一级的变频器。

　　运行机构的控制方式选用无PG v/f的变频控制方式。