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产品描述
杭州西门子PLC模块CPU供应商
1、概述
水轮机筒阀由法国NEYRPIC公司于1962年用于真机以来，通过一些中小水轮机的应用实践，逐步得到了完善。到1979年加拿大当时大的水电站LG-2，16台出力为338.5MW的大型混流式水轮机采用了圆筒阀之后，它的应用开始引起各国的注意，许多优点得到公认。因此，被越来越多的水电站采用。它的主要优点有：
1）安装在固定导水叶与活动导水叶之间，同安装在蜗壳前的球阀、蝶阀相比，缩短了整个厂房的纵向长度，降低了工程造价；
2）密封性好，能有效抑制了导叶漏水对导叶的磨损。
3）开启、关闭时间短，能好地适应电力系统对水电厂快速开机的要求并能有效地防止事故情况下的机组过速。
4）能机前阀门进出口处的收缩和扩散段伸缩节的附加水力损失。
5）圆筒阀启闭为直线运动，关闭时可根据水压上升率调整关闭速度。而在圆筒阀的应用实践中如何保证多只接力器的同步成为筒阀控制的关键技术问题。下面就这一问题阐述应用PLC技术实现同步的原理和方法。
2、筒阀的结构及同步机构原理
传统的解决同步问题的主要方法采用接力器驱动链条同步，在筒阀圆周尽可能多地均匀布置多支液压接力器，每支接力器动杆（活塞）下端连接固定在阀体上，活塞上下运动可以驱动阀门启闭。各活塞的同步移动有由可逆传动的滚动螺旋副实现，它是在活塞上固定的一只滚动螺旋传动的螺母，螺母连接传动丝杆，当活塞上下移动时丝杆做正反旋转，丝杆上端连接齿轮将筒阀的垂直运动变为齿轮的旋转，齿轮带动链条一起连动其它接力器的齿轮同速旋转并反作用于其丝杆而实现多只接力器的同步。此同步方案的缺点在于：
1）直径大的筒阀将布置数量较多的接力器，增加整个系统的投资。
2）接力器油缸进油口无调节能力，均由调定的节流阀控制流量，接力器运行速度的调节控制没有按调节规律运动的随动性。
3）链条同步对发生异步的的油缸矫正能力差，易发生链条张力矩过载甚至拉断，导致筒阀启闭失败。
4）由于油缸进油量由节流阀调整固定，筒阀只能定速启闭，丧失了筒阀直线运动可按程序启闭速度进行启闭的优势。
3、采用PLC输出控制比例阀液压随动系统实现同步
此方案采用接力器直接驱动筒阀并控制其同步，滚动螺旋副和链传动的同步机构可以取消或作为辅助同步手段和保护措施。另外，接力器本身不需再设缓冲装置，缓冲功能由PLC控制程序实现。采用本方案与传统的同步控制系统相比有如下特点：
1）可以灵活地改变（修改控制程序）阀门关闭开启的运动规律，使之符合机组运行之需要。例如：当事故紧急停机调速器主配拒动而需快速关闭筒阀是时，为了即快速又不致使蜗壳及压力钢管水压上升率过高可采用分段关闭的控制规律。
2）可以取消机械同步机构，大大简化控制操作机构从而精简筒阀的整体结构，节省机坑内空间，改善运行维护条件。
3）减少操作执行组件数量，降低工程造价。
4）利用计算机通讯技术，为实现计算机远方监控提供坚实的现场控制和数据采集单元。
图1 系统硬件构成图
3.1 控制系统基本原理
该系统主要由硬件和控制软件两部分组成，其中硬件部分包含可编程控制器（本方案PLC选用三菱公司的FX2N-80MT）及其配套的A/D模块、通讯模块、接力器行程测量组件（选用磁感应、高速脉冲输出）、信号功率放大板、液压比例阀、电源、操作开关、按钮以及信号灯等组成；其系统硬件构成如图一所示。软件由三菱公司配套可在bbbbbbS下编程的FXGP-WIN-C开发而得。系统的基本控制策略如下：整个系统可视为以位移量偏差为负反馈的闭环电液随动系统，在多只接力器不同步的情况下，以其中一只为基准，在给定的启、闭规律基础上按经典PI控制算法，产生控制量作用到液压比例阀上，液压比例阀控制油流量大小校正发生的不同步的偏差以保证各油缸的同步运行，其基本控制原理框图如图2所示。
图2 基本控制原理图
3.2 各部分工作元器件特性
3.2.1 控制运算部件PLC及其各功能模块
PLC（FX2N-80MT）是整个系统的控制部件，其丰富齐备的控制运算指令、优越的性能、现场编程调试的方便已成为实现各种控制的现场级设备。其主要性能指标有：运算速度： 0.08uS/步(基本指令)， 1.52uS—数100uS(应用指令)；用户程序内存容量：16K，系统程序内存容量：8K；应用指令：128种 298个；输入口：5组每组8个，其中高速记数口8个（X000—X007）；响应速度：8个点合计小于等于20KHZ，自带电源容量：24V600mA；输入电源：AC/DC170V—250V。各功能模块：1）模数转换模块FX2N-4AD：用于接收压力传感器输出的4-20mA电流信号，将其变为PLC程序可用的0-1000的十进制数。其性能指标如下：功耗：DC5V30mA，模拟量输入范围：电压DC-10V--+10V大-15V--+15V（输入阻抗200K），电流DC-20mA--+20mA大-32mA—+32mA（输入阻抗250），；输出数字范围：-2047--+2047；分辨率：电压5mV，电流20uA；线性度：±1％F.S，采样速度：普通通道15mS，高速通道：6mS；3）数模转换模块FX2N-2DA：将PLC运算得到的控制量数值转化为电压信号输入到比例阀放大板控制液压比例阀。其性能指标如下：DC5V30mA,数值输入范围：-2047— +2047；模拟量电压输出： -10V— +10V，线性度：±1％F.S，分辨率：电压5mV（10V×1/2000），转化速度：普通通道18mS，高速通道：3.5mS；
3.2.2 测量部件：位移传感器
选用美国MTS Temposonics III(PB/PH)非接触式位移传感器
原理：由询问信号的电流脉冲所产生的磁场（沿波导管运行）与位置磁铁产生的磁场相交产生一个应变脉冲信号，然后计算这个信号被探测所需的时间周期，便能换算出准确的位置。
性能及指标：分辨率：2um；响应速度：比其他测量方式：快4到20倍；提供网络数字SSI CANBUS PROFIBUS DEVICENET ；符合欧洲CE规格。
3.2.3 执行部件:比例阀（包括放大板）
此环节是电气控制信号与机械液压系统连接的关键部分，直接影响到控制系统性能的发挥，所以选用德国REXROTH的VT5005带阀芯位置反馈的自动式比例方向控制阀，其放大电路技据如下：电源电压DC24V，功率50VA，控制电压±9V，大输出电流：2.2A。
3.2.4 操作显示终端
本系统选用三菱的GOT940触摸操作显示终端，其画面可通过配套的GT-DESIGE软件制作并通过通讯电缆AC30R-9SS与PC机连接进行数据传送及调试。安装此显示终端可丰富人机界面，同时监视多个参数，对即时分析筒阀开启、关闭的运行状态提供方便。
1 工艺简介
本例根据原水水质条件、锅炉汽水系统对补给水的水质要求，锅炉补给水处理系统流程为：原水→原水箱→原水泵→热交换器→多介质过滤器→活性炭过滤器→反渗透预脱盐系统→中间水箱→中间水泵→混和离子交换床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。另外包括过滤器反洗系统、混合离子交换床再生系统、加药系统等。
原水箱用于贮存进入本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响到系统运行，保证系统的进水量及进水水质的稳定。
原水泵是为预处理系统提供充足的原水流量和压力。
热交换器的作用是使进水维持在一定的温度范围之内，以利于保反渗透系统出力的稳定。
多介质过滤器的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体，物等杂质，以及经加药后形成的矾花，从而保其出水SDI（污染指数）≤4。
活性炭过滤器的作用是去除水中低分子物，游离氯，也能较少水中异味，色度和嗅味。
反渗透预脱盐系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分，胶体，物及微生物。
中间水箱使反渗透产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏，同时缓冲由于后级离子交换系统阀门切换时造成的压力波动，并可通过中间水箱的液位控制反渗透的启、停运行。
中间水泵的作用是为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。
混和离子交换床的作用是将反渗透产水中留存的离子进一步去除。
除盐水箱用于贮存本系统的产水，其目的是为了保证锅炉供水水量的稳定。
除盐水泵的作用是为锅炉系统提供稳定的压力和水量。
2 控制系统配置及说明
2.1 总体控制要求及功能
电厂锅炉补给水处理自控系统的要求是对水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围。在公司水处理控制室上位机发出指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息由现场上传到水处理控制室上位机。
功能如下：
控制操作：在水处理控制室能对被控设备进行在线实时控制。
显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及现场的状态参数。
数据管理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
报警功能：当某一模拟量（如流量、电导、水位等）测量值过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。另外还可对PLC进行诊断报警。
打印功能：可以实现报表和趋势打印以及各种事件和报警实时打印。
图2 锅炉补给水处理控制系统配置
2.2 PLC程序结构及实现
2.2.1 本工程根据工艺特点，在PLC编程中采用子程序调用的形式，这样不仅程序可读性强，而且缩短PLC程序扫描周期。以反渗透除盐系统控制程序为例，根据工艺要求反渗透除盐系统控制程序包括反渗透装置阀门上位机软手操控制（ROSoftoperation），反渗透除盐系统备用控制（ROStandby），反渗透除盐系统运行控制（RORunning）和反渗透除盐系统冲洗控制（RORinse）。这四种工作状态在同一时刻是的，我们可将其做成子程序的方式，被反渗透程序（RO）调用。反渗透程序（RO）又和报警程序（Alarm）、泵控制程序（PumpControl）、模拟量处理程序（AD003Setting）、地址转换程序（IOConvert）、液位联锁程序（LevelInterlock）等作为子程序被控制主程序（MainProgram）调用，这样做大大缩短了PLC的扫描时间，而且控制思路清晰，程序可读性强。操作人员只需在上位机上发出简单的指令如，软手操请求、运行请求、冲洗请求等，控制程序即可按照工艺要求步骤对现场设备进行控制
4、系统软件
4.1 程序结构
结合该系统的特点对整个软件系统采用主程序、子程序、中断构成
4.2 诊断保护功能
织机的停车原因在接口上有中文信息提示，在软件上，系统自动监测电磁离合器、多臂机保护、热组件、断纬，断经、行裎开关等。并及时显示和启动保护，以确保产品的质量，避免人为因素。
4.3 参数设定功能
根据工艺要求和客户方便有针对性地画面制作这对操作人员带来大的方便。
4.4 数据保存功能
设定的工艺参数和生产管理数据有长期保存功能。例如，选纬方式和状况需要掉电保存，织机断电时，PLC将织机的位置和当前投纬的序号、纬针、纱数保存起来。系统还具有甲乙丙丁四个班的产量、效率及总产量的数据保存，这对企业的管理有很大的好处。
4.5 选纬功能
软件实现电子选色替代传统的纹板选色，使可操作性大大提高。然而为了确保选纬的正确，在软件的编制中，考虑周全，也包含了一定的技巧。选纬采用间接寻址的方式，利用指标变址E确定选纬器机构选纬序号(步骤)。PLC根据织机的正车或反车，相应的寄诸器加或减。加减及加减的多少由正车、反车、计数开关结合处理
5、系统设计特点
5.1 启动
再次打纬时，织机车就应达到或接近正常运转速度为此要高压启动。
5.2 制动平稳快捷
停车位置准确，这样有利于重新开车启动，这里就体现出相应时间快，为此我们采用中断处理。
5.3 操作方便
即有正常启，制动功能，已有实现某些特殊操作，如选纬工艺设定，点动、停手动正反寻车等。
6、系统应用
本系统已在山东聊城剑杆织机试用，系统相当稳定。系统进行监测。
具有结构简单，操作方便，接口简洁，稳定，廉等优点，是传统控制系统的替代产品，并可供应用其它PLC控制系统时参考。该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景
1、引言
巨化股份公司合成氨厂主要生产碳氨、尿素、、等产品。在各产品工艺流程中，要求提供大量的制冷量，合成氨厂利用气氨、进行能量转换，通过冷冻冰机供应大量的制冷量。考虑到合成氨厂节能改造总体规划和冷冻量需求，结合冷冻岗位增产节能、新改造要求，针对原有的老工艺活塞式压缩机损耗高、打量小，运行效率低、电气设备过于繁琐等问题进行技改工作。原有的BTD-ICC型活塞式冰机采用继电器控制，存在控制回路接线复杂繁琐，损坏率高，机械传动部件多，操作麻烦，故障频繁，维修不便等问题。因此合成氨厂决定以制冷量100万大卡小时，功耗450kW的螺杆冰机新原活塞式冰机。
在电气控制回路中采用PLC控制，由于PLC具有性高，抗干扰能力强、控制程序可变，具有很好的柔性，编程简单，使用方便，功能完善；扩充方便，组合灵活；体积小、重量轻等优点，本次设计运用在实践中了预计的效果。
2、工艺流程介绍
冷冻冰机的工作过程是依据物理转换：（压力×体积）温度=常数（即P1V1T1= P2V2T2）使气氨转为的物理工艺过程。
所以气氨的压力、温度是工艺控制的重要参数。
生产中将压力2kgm3的气氨通过系统的气氨总管进入进口处的氨分离器，分离出雾滴，滤去雾滴的气氨流过系统管进入压缩机组的吸气过滤器，再通过过滤器中的过滤网滤去气氨夹带的小杂物（其中吸气过滤器设有温度计指示吸气温度，并由一截止阀连接吸气压力表来指示吸气压力）。干净的气氨进入螺杆压缩机进行压缩升压（即气压由0.3Mpa上升至1.57MPa），压缩后的气体至排气口排出。在压缩机运转中，油泵向压缩机内喷入大约占体积流量0.5～1%的润滑油，这部分润滑油起着冷却、密封、润滑的作用，此时要求油喷入的压力大于压缩机内气氨的压力，保证润滑油顺利喷入，这里的油气压差检测点为重要参数。这些润滑油随排入油分离器，进行油分离，油分离器中装有一阀，作用是当分离器内的压力过大，则通过阀放空。此后系统分为气路过程和油路过程。
从气路过程来看：经过油分离的以温度为60～70℃、1.35～1.40MPa的压力进入冷凝器冷凝成，进入收集器；从油路过程来看：在油分离器中分离出的油经过油冷却器，冷却后的油经过逆止阀（只能单方向流通）进入到油粗过滤器，滤去铁屑等大颗粒杂质后到喷油油泵进口，由油泵升压后，再经油精过滤器进一步过滤后回流到喷油总管进入压缩机。油泵并接了附线阀来调节油泵压力，油精过滤器接有压力表（正常时压力值应较小≤0.07MPa，压力值较大时说明过滤器中滤网被堵，需清理），其基本工艺流程框图如图1所示：
图1 基本工艺流程框图
由于压缩机主机前后轴瓦因长期运行发热，需加油进行冷却、润滑。为此，增设2台稀油站油泵从油箱吸油经滤油器、油冷却器向轴瓦喷油。一般压力足够时，由一台油泵供油，另一台作备用机；当油泵压力不够时，则启动两台泵同时供油，要求喷入轴瓦的油压一般为0.15MPa。
3、PLC控制
可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。PLC不同于继电器控制要接许多真正的硬件继电器，它由一些软继电器组成，避免了因元件磨损维修，及一系列繁杂的接线工作。
（1）主要特点
·性高、抗干扰能力强；
·控制程序可变，具有很好的柔性；
·编程简单、使用方便；
·功能完善；
·扩充方便，组合灵活；
·减少了控制系统设计及施工的工作量；
·体积小、重量轻，是机电一体化特有的产品。
从电气仪表角度出发，采用的接口，可灵活利用PLC控制、现场总线控制系统（FCS）或集散系统（DCS）实现工艺参数的显示和控制。就本次改造规模、投资价格、工艺控制点而言，我们采用可编程控制器来实现电气指标显示和跳闸、报警。
（2） PLC选型
PLC选型主要是根据所需功能和容量进行选择，并考虑维护的方便性，备件的通用性，是否易于扩展，有无特殊功能要求等。通过比较，我们选用三菱微型可编程控制器的FXON系列。FXON系列是将众多功能凝聚在小型机壳内的微型可编程控制器。
与F1F2系列相比，FXON系列安装面积只有F1F2系列的41%，体积只有37%，并在控制器内备有模拟电位器与RUNSTOP开关等方便功能。通过扩展单元、扩展模块与基本的连接，可自由地选择使用输入输出点数。FXON系列继承了原有系列的固定搭配和灵活性。
（3） PLC控制系统的设计
根据工艺提出的条件及控制要求，具体设计思路如下：螺杆冰机有1台循环油泵，运行时，油压的高低通过副线阀来调节。2台稀油泵，油压正常时，1台运行，1台备用并可自动切换。油压低时，2台稀油泵同时启动；当油压差低时，延时6s跳车。另外，排气温度高，油温度高，北轴承温度高，南轴承温度高，排气压力高，油精滤器压差高，都将引起跳车。但在稀油站油压低，油气压差低，直流电源失压，循环油泵过载，1#、2#稀油泵过载时不跳车，而只发报警信号。要实现上述功能，中间继电器需要数十只，而且接线非常复杂，检修其困难，性差，而采用PLC后接线相当简单，而且性大大提高
在应答帧中，字节数是指主站要求从站发送的内部寄存器数据的字节数，寄存器1、2…n是指发送的各寄存器的内容，CRC校验与命令帧中的含义相同。后需要说明的是，RS-485总线仅用作数据采集，控制信号由PLC的数字量输出模块SM322输出，经过信号线传输到空压机自身的控制继电器，这是由现场的实时性要求决定的。如果控制信号也由CP341模块发出，就需要经过RS-485总线传输到Delcos3100控制器，再由Delcos3100控制器控制空压机的控制继电器；而采用硬接线的方式直接传送控制信号到空压机的控制继电器，就大大缩短了系统的控制响应时间；同时，RS-485总线能够以快的速度采集实时数据。
3.2 触摸屏通讯
PLC和触摸屏之间的通讯二者均为西门子的产品，通过MPI电缆连接PLC的MPI通信口和触摸屏的RS-485通信口.组态时对相关通讯参数如所要连接CPU的MPI地址和槽号等进行定义，选择接口类型为MPI，将波特率设置为187.5kbps进行简单的组态操作即可实现通讯。
3.3 上位机通讯
在PLC和上位机之间的通讯中，PLC通过以太网模块CP343-1接入工业以太网，上位机通过网络实现远程监控功能。选择接口类型为工业Ethernet，通信速率为100Mbps，设置PLC和上位机的IP地址。
4、软件设计
系统的控制要求如下：手自动转换开关为手动状态的空压机，仅受其Delcos3100控制器控制，以方便机器检修和维护，此时PLC只能采集该Delcos3100控制器中的数据而不能控制空压机；手自动转换开关为自动状态且远程控制无效的空压机，将由PLC进行集中监制，PLC根据风压的变化来决定投入运行的空压机台数，维持风压能够满足井下用风的需要，并且依据空压机运行时间的长短使它们轮换工作；当触摸屏上的远程控制设置无效时，上位机只能监测到空压机的运行状况而没有控制权限，当远程控制有效且手自动转换开关为自动状态时，空压机将只受上位机远程控制。
4.1 PLC监控程序设计
开发环境为SIMATIC STEP7 V5.3 SP2编程软件包，它采用结构化程序设计，程序可读性强，调试和维护方便。单台空压机的主程序流程图如图4所示。
图4 主程序流程图
PLC控制程序主要具有以下功能：
（1）自动轮换运行。PLC根据总线采集的信号进行综合判断，然后发出启动、停机、加载、卸荷、报警等控制指令，监控空压机组自动运行，使得总管压力维持在设定的压力下限值和压力上限值之间。若风压压力下限值就增加空压机运行的台数，若风压压力上限值则减少空压机运行的台数，达到既满足井下用风需要、又可以降耗节能的目的。
空压机连续运行8小时后机身温度会很高，需要停机休息，用于散发自身的热量，以保证机器不受损伤。因此，空压机需要进行轮换工作，以保证空压机运行，延长设备使用寿命。PLC根据运行时间将受控于PLC的空压机进行排序，建立开机序列和停机序列，当需要增加空压机的运行台数时，PLC将启动总运行时间短的空压机；当需要减少空压机的运行台数时，PLC将停止本次运行时间长的空压机。
（2）延时启动和延时停机。PLC自身具有较强的抗干扰能力，但由于现场条件、电网、用风量等各种复杂因素的影响，电机电流、电机电压等受到干扰将产生误报警；如果总管压力的扰动发生在压力下限值或者压力上限值附近，将它们作为一般工状处理就会出现频繁启动、停机现象，影响设备的性和使用寿命。因此，需要对发出动作指令的起因信号作适当的延时处理，以扰动，防止误动作。
（3）智能保护。空压机主电机在启动时，启动电流为额定电流的5～7倍，对电网和其他用电设备冲击很大，同时也会影响空压机的使用寿命，所以，空压机不宜频繁启动。为了使系统能够对用风状况进行准确判断，并据此控制空压机的启动，在井下用风高峰期空压机启动较频繁，当两次启动时间间隔小于预先设定的值时，将保持空压机持续运转而不停机，当连续两次加载间隔时间较长时，可认为用风高峰期已过，空压机投入间断运行状态。另外，对电机电流、电机电压、排气压力、进气负压、运行温度、油温、油滤压差等重要参数进行实时监控，出现异常及时进行故障报警，并作出处理。
4.2 触摸屏人机界面设计
选用与触摸屏TP270配套的组态软件Protool/pro设计界面。画面包括：（1）主画面：空压机组的运行状态以及主要参数的显示。（2）数据报表：实时数据汇总显示，并可查询历史数据和总管压力曲线。（3）运行设置：设置启动远程控制是否有效；设置自动启动、停机、加载、卸荷的压力阈值；设置时间参数、报警参数等。（4）报警查询：查询报警详细信息。（5）系统管理。
4.3 上位机监控程序设计
上位机软件选用西门子公司基于bbbbbbs环境的组态软件WinCC6.0版。主要由监控画面、实时报表、历史数据、报警查询、远程控制和系统管理界面组成
桥式起重机俗称行车，是工矿企业应用非常广泛的起重机械。传统的桥式起重机为了提高起动转矩，采用绕线式异步电动机拖动，通过鼓形凸轮控制器的操作来改变其转子所串电阻调速。随着新技术和控制设备的发展，现在人们普遍采用变频器作为变频调速电源，用笼形异步电动机取代原来的绕线异步电动机，用PLC作为控制装置进行无触点控制。从而改善了调速性能，增加了系统的性。本文通过一个实例分析变频器和PLC在系统中的具体应用。1、桥式起重机拖动系统
1.1 桥式起重机的运行机构
1）大车拖动系统拖动整台起重机顺着车间方向左右移动（以司机的坐向为参考）
2）小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运动。
3）吊钩拖动系统拖动重物作吊起或放下的上下运动。大型起重机（过10t）有两个起升机构:主起升机构（主钩）和副起升机构（副钩）。通常主钩与副钩不能同时起吊重物。
1.2 负荷特点
桥式起重机的拖动系统负载都属于恒转矩性质，且其起升机构为位能性负载，当起升机构起吊重物下降或者快速减速运行时，电动机处于再电制动状态。需要将电能通过反馈装置反送给电网或消耗在制动电阻上，以防直流处的泵升电压影响制动效果。
1.3 控制要求
1）起升机 构要求起动转矩大，起动运行平稳。能够实现正反行且要有载、限位、限流等多种保护。
2）起升机构在启停过程中易出现“溜钩”问题。
由于制动器从抱紧到松开，以及从松开到抱紧的动作过程需要时间（约0.65），而电动机转矩的产生或消失，是在通电或断电瞬间就立刻反应的。因此，制动器和电动机在动作的配合上易出现问题。如电动机已经通电，而制动器尚未松开，将导致电动机的严重过载;反之，如电动机已经断电，而制动器尚未抱紧，则重物必将下滑，即出现溜钩现象。因此要有相应的防止措施。
起升机构中要械制动器。起重用变频器具有零速全转矩功能（又称零伺服功能，即零速时电动机仍能输出150%的额定转矩，使重物停在空中），但是若重物停在空中时出现电源瞬间停电等情况，就会有重物下滑的危险。因此，电动机轴上加装制动器。常用的有电磁铁制动器和液压电磁制动器等。
2、PLC、变频器的系统应用
2.1系统配置
1）变频器。桥式起重机的平移机构对拖动系统的性能要求不高，为了节省成本，选用V/F控制方式的通用变频器即可满足要求。
起升机构要求有较高的起动转矩和调速性能，采用带速度反馈的矢量控制型变频器。这类变频器种类很多，本文以安川VS一616G5 变频器为例分析。
该变频器具有零速全转矩功能，这就保证了吊钩由运行状态降为零速时，电动机能够使重物在空中暂时停住，直到电磁制动器将电动机轴抱住为止，从而防止了溜钩。
2）PLC可选本三菱的FX卫N一08MR。
3）平移机选用普通电机；主副提升机构都采用变频电机
并装有光电编码器，变频器附有PG一理速度反馈控制卡与光电编码器相连接；为了保证足够的启动和运行力矩，主提升机构的变频器一般比电动机容量放大一个等级（若电动机为90KW，则变频器的容量可选110KW）；变频器的制动单元应加大一个档次，以便允许有较大的制动电流，缩短制动过程；制动电阻的额定功率应加大一倍。
2.2 系统图
本文只给出主起升机构系统图，如图1所示：
图1 主起升机构系统图
PLC端子及控制关系说明：上述系统中PLC为控制，它的输人信号来自主令控制器（如图2所示，用以控制主钩电动机的正反转和多段速及零位保护）和变频器（故障输出、制动器控制信号），以及载、限位等信号。它的输出信号控制变频器和主电路（制动器、风机、变频器电源电路）的通断。
图2 主令控制器
变频器的各端子说明如下：
1:正转 ; 2:反转;3:外部故障（制动电阻过热保护）;4:故障复位;5:多段速1，6:多段速2;7:多段速3;8:点动;n:多功能输人端子（5～8）的公共端;25:零速;26:速度一致;27:集电开路多功能
2.3 PLC程序
本系统PLC程序为一般的顺序控制程序，其中的关键是要理清系统工作过程中实际需要的控制关系，以及把主令控制器的运行及速度指令逻辑转换为三位二进制输出给变频器多段速输人端，（程序及输人输出关系如图3和表1所示）。
图3 多段速PLC程序
表1 多段速输入/输出表
2.4 工作过程
系统上电后，在无故障反馈情况下，司机室驾驶员通过联动台的主令控制器发出操作指令信号给PLC，PLC根据内部程序的执行输出给变频器正反转和多段速输人端，从而控制主钩的升降运行和变速。
2.5 溜钩的防止
Vs 一 616 GS 矢量控制型变频具有零速全转矩功能，在设计桥式起重机起升机构时只需考虑PLC和变频器的适当配合，即可圆满解决“溜钩”问题。如本例中可以利用集电开路输出端的“零速”、“速度一致”信号分别控制机械制动器的抱闸和松闸，或者用“频率检测信号”作为机械制动器的松合闸控制指令。但都需要参数设置与之相配合，以制动器与电动机运行之间的配合。
2.6 功能扩展
1）如果需要，可在PLC输人端连接遥控器对桥式起重机的拖动系统进行控制。
2）可以配置触摸屏或液晶显示器对系统的主钩高度、载荷、运行状态、故障状态等进行监视。1毛一扮卡输出脉冲到PLC高频脉冲输人端，经SPD脉冲速度计算指令计算用于速度控制和显示。PLC与触摸屏通过R32串行接口相连，Pl刃中的接口程序在PLC中为触摸屏设立数据读取区及相关状态标志，用于触摸屏的监视。
2.7 系统保护
该系统中，变频器本身具有短路、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能，对主起升机构来说，变频器驱动一台电动机，所以变频器的输出可以直接连接电动机而不必接热继电器作过载保护。线路主回路中接有总接触器和分接触器，它们除了通断线路的作用外，还兼有短路、过载、欠压等多种保护。司机可以通过联动台中的启停按钮控制总接触器进而控制总电源的通断，在无法用接触器通断电路的情况下，可以通过急停开关接通总断路器的分励脱扣线圈来断开电源电路。另外在总电源控制回路中还串有门限位开关和钥匙开关作为保护措施。
3、结束语
有了功能完善、性能稳定的PLC和变频器的有力支持，桥式起重机在性、调速性能、节能和运行效率等方面与传统的桥式起重机相比有了很大提高，PLC 和变频器构成的桥式起重机系统成为目前桥式起重机的典型设计模式，应用非常广泛
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