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      在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中往往需要進(jìn)行大型設備的組裝、拆卸、裝運等。這些設備不論從體積到重量都很大，所以需要大型的起重機對其進(jìn)行搬運，橋式起重機俗稱(chēng)天車(chē)是一種用來(lái)起吊、放下和搬運重物、并使重物在一定距離內水平移動(dòng)的起重、搬運設備。橋式起重機由小車(chē)、大車(chē)組成、主鉤為提升機構。橋式起重在生產(chǎn)過(guò)程中有著(zhù)重要應用。
      橋式起重在控制系統中，采用轉子串接電阻的調速方式。由于工作環(huán)境惡劣，對電動(dòng)機和接觸器破壞性較大，加上工作任務(wù)重，實(shí)際過(guò)載率高，沖擊電流偏大，容易造成電動(dòng)機燒損、電動(dòng)機及轉子所串電阻燒損和斷裂等故障。針對上述現有技術(shù)存在的不足，本次改造的起重機采用先進(jìn)的觸摸屏技術(shù)，PLC，和變頻器技術(shù)，以程序控制取代繼電器、接觸器控制。交流電動(dòng)機調速方式采用變頻調速，進(jìn)而實(shí)現了起重機的自動(dòng)化控制。
1 系統概述
      大、小車(chē)組成運行機構，主鉤為提升機構。大車(chē)為雙梁結構，分別由兩臺電動(dòng)機M1、M2拖動(dòng)，兩臺電機容量都為4KW并聯(lián)運行。小車(chē)由一臺電機M3拖動(dòng)，容量為2.5KW。起重機升降的電動(dòng)機由一臺電動(dòng)機M4驅動(dòng)容量為13KW。四臺電機共用一臺較大的變頻器（15KW）供電，
      觸摸屏采用臺達觸摸屏。可編程序控制器（PLC）選用德國西門(mén)子S7-200系列可編程序控制器。用PLC控制工作可靠，掃描速度快，控制非常靈活。此方案，變頻器選用安川品牌變頻器。采用變頻器驅動(dòng)異步電動(dòng)機調速，通常應根據異步電動(dòng)機的額定電流來(lái)選擇變頻器，或者根據異步電動(dòng)機實(shí)際運行中的電流值（最大值）來(lái)選擇變頻器，通常令變頻器的額定電流≥（1.05～1.10）電動(dòng)機的額定電流或電動(dòng)機實(shí)際運行中的最大電流。 I1nv≥（1.05～1.10）In或（1.05～1.10）Imax 式中I1nv--變頻器額定輸出電流（A）；In-電動(dòng)機的額定電流（A）；Imax--電動(dòng)機實(shí)際最大電流（A）。大車(chē)小車(chē)行走是一般的負載，因此采用安川系列和安川系列變頻器驅動(dòng)。對于起重機升降電動(dòng)機，考慮到功能性負載，工作時(shí)總是重載起動(dòng)、制動(dòng)。而且要求盡可能地快速起動(dòng)、制動(dòng)。變頻器的容量是按上式計算得到的。
2 控制要求
      采用人機界面控制。調速方法，采用目前國際先進(jìn)技術(shù)具有矢量控制功能的變頻調速系統。變頻后轉速可以分檔控制，可分為三段速。起重機掛鉤能到車(chē)間內任意點(diǎn)，并且可以長(cháng)時(shí)間停留。即大車(chē)可以前后移動(dòng)，小車(chē)可以左右移動(dòng)。主鉤安裝在小車(chē)上用來(lái)提升重物。
      制動(dòng)方式采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機械制動(dòng)相結合的方法。通過(guò)變頻器調速系統的再生制動(dòng)和直流制動(dòng)把運動(dòng)中的大車(chē)、小車(chē)和起重機的速度迅速而準確地降到指定點(diǎn)；對于起重機，常常會(huì )有重物在半空中停留一段時(shí)間（如重物在半空中平移），而變頻調速系統雖然能使重物靜止，但因設備容易受到外界因素的干擾，（如在平移過(guò)程中常易出現的瞬間斷電）因此，利用電磁制動(dòng)器進(jìn)行機械制動(dòng)仍然是必須的。
      起重機的電源為380V，由公共的交流電源供給，由于起重機在工作的時(shí)候是經(jīng)常移動(dòng)的，并且大車(chē)與小車(chē)之間、大車(chē)與廠(chǎng)房之間都存在著(zhù)相對運動(dòng)，因此，要采用可移動(dòng)的電源設備供電。要求采用滑觸線(xiàn)和集電刷供電。三根主滑觸線(xiàn)是沿著(zhù)平行于大車(chē)軌道的方向敷設在廠(chǎng)房的一側。三相交流電經(jīng)由三根主滑觸線(xiàn)與滑動(dòng)的集電刷，引進(jìn)起重小車(chē)內部。
3 控制原理
      通過(guò)對觸摸屏的控制，來(lái)決定PLC 的輸出狀態(tài)。本系統為三段速，大車(chē)小車(chē)主鉤共用一個(gè)變頻器。通過(guò) PLC 對接觸器的輸出控制來(lái)決定哪一個(gè)工作。三者之間彼此聯(lián)鎖，當按下啟動(dòng)按鈕時(shí)主接觸器 KM 接通系統上電，這時(shí)可以對觸摸屏進(jìn)行操作。
      因為大車(chē)、小車(chē)、主鉤只能有一個(gè)工作所以觸摸屏設置大車(chē)、小車(chē)、主鉤啟動(dòng)按鈕同時(shí)又起到顯示工作狀態(tài)的作用。按下啟動(dòng)按鈕燈亮同時(shí)VB1寄存器對應輸出一個(gè)信號來(lái)接通接觸器來(lái)控制電機。停止按鈕為大車(chē)、小車(chē)、主鉤共用，按下停止按鈕后控制大車(chē)、小車(chē)、主鉤的接觸器斷開(kāi)同時(shí)向VB0傳送0。
      當遇到限位開(kāi)關(guān)時(shí)停止運動(dòng)但可以進(jìn)行相反的操作，例如操作者按大車(chē)前二檔遇到前限位開(kāi)關(guān)時(shí)它的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)使大車(chē)不能向前，同時(shí)傳送0到VB0使其停止，該程序每一次工作只有兩步即先控制接觸器的輸出（VB1狀態(tài)），然后每次選擇不同的檔位就向VB0 傳送不同的數值使變頻器控制接觸器得到不同的轉速。
4 橋式起重機采用觸摸屏PLC變頻調速的特點(diǎn)
      采用觸摸屏PLC變頻器以后各方面性能都明顯提高。由觸摸屏控制可以節省PLC輸入點(diǎn)使其成本降低。由于有兩個(gè)頁(yè)面，第一個(gè)設置密碼所以非操作人員不能進(jìn)入，操作起重機。從而減少事故的發(fā)生，人不用在小車(chē)里進(jìn)行操作而是和起重機分開(kāi)，減輕小車(chē)的負載。原來(lái)的起重機升降、小車(chē)、大車(chē)起動(dòng)、停止速度過(guò)快，而且都是慣性負載，機械沖擊也較大，機械設備使用壽命縮短，操作人員的安全系數較差，設備運行可靠性較低。由于電動(dòng)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。
      起重機每天需進(jìn)行大量的裝卸操作，由于繞線(xiàn)式電機調速是通過(guò)電氣驅動(dòng)系統中的主要控制元件—交流接觸器來(lái)接入和斷開(kāi)電動(dòng)機轉子上串接的電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。轉子回路串接的銅電阻因灰塵、設備振動(dòng)等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。因而設備故障率比較高，維修工作量比較大。變頻器調速控制系統的保護功能強變頻調速以其體積小、通用性強、動(dòng)態(tài)響應快、工作頻率高、保護性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而優(yōu)于以往的任何調速方式。
      采用PLC，和變頻器系統可大大簡(jiǎn)化，可靠性大為提高。變頻器節能效果十分可觀(guān)繞線(xiàn)轉子異步電動(dòng)機在低速運行時(shí)，轉子回路的外接電阻內消耗大量的電能。而PLC積小，結構緊湊；豐富的硬件資源，高執行速度；強大的組網(wǎng)功能功能強大的用戶(hù)指令集，獨特的抗干擾設計，重要數據的掉電保護功能，適應惡劣現場(chǎng)環(huán)境。PLC 按控制程序、輸入控制信號來(lái)完成起重機各種工況的協(xié)調，并決定起重機的各種工作狀態(tài)。系統軟件設計采用 PLC梯形圖語(yǔ)言來(lái)編程完成，用 PLC控制工作可靠，掃描速度快，控制非常靈活。

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