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摘要：随着能源的日益紧张，节能也被社会各届所关注，作为耗能大户的大型起重机，也必然成为节能降耗的对象。通过利用PLC-变频调速控制对大型起重机进行节能降耗设计，可以大大降低电能的消耗。本文以QD50/5-22.5A5为例，分析了变频器和PLC在大型起重机中的应用，以此为节能减排做一点贡献。
关键词：变频器；PLC；起重机；起升机构；运行机构；应用
引言
起重机械是国民经济发展中必不可少的物料搬运设备，随着我国经济的快速发展，国内各类起重机的需求量也日益上升。因为起重机在工作过程中要频繁启动和制动，对电网冲击非常大，存在着非常严重的能源学浪费。因为起重机是实现物料的垂直升降或者水平移动并垂直升降的设备，起重机在下降过程存在着势能和电能的相互转换过程，因此，回收从势能转换而来的电能，并通过起重机的馈电装置向供电网络回送，或者供给其它设备使用，从而可实现节省能源的目的，正因为如此，当前国内外正在研究起重机的节能技术，尤其是大型起重机的节能技术。
1.变频器与PLC在大型起重机控制中的应用
QD50/5-22.5A5是通用桥式起重机，该起重机由金属结构、起升机构、运行机构以及电气控制设备等四个部分组成[1]。起升机构主要指主起升机构、副起升机构；运行机构包括大车运行机构和小车运行机构。
1.1 变频器在起重机起升机构的应用
起升机构属位能负载机构，不仅要求起动和制动控制精度要高，而且还要求位置控制。该课题研究对象的起升机构是由一个主起升机构和一个副起升机构，主起升机构用一台变频器驱动，同时为了加强控制精度，采用旋转编码器作为检测装置，来实现起升的准确度；副起升机构仍由传统的继电器来控制。
起升机构所使用的变频器，应以额定电流为选择基准，一般变频器的额定电流应不小于电动机的额定电流。通过计算，变频器的额定电流一般为电动机额定电流的1.2倍以上[2]。
起升机构的控制方式采用带PG的矢量控制方式，编码器的反馈信号传送到PLC后，通过程序来控制起升机构的升降。它具有很高的稳定性和快速的响应特性。
1.2运行系统的变频器的应用
大车的运行是由两台电动机用一台变频器控制，由于运行机构的控制要求不高，工作频率单一，因此调速中运行机构共用一台变频器。该变频器的容量应不小于两台电动机的容量之和，设置变频器的控制模式为V/F，而不能采用矢量控制方式。
运行机构的起动时间应符合实际需要，起动应平稳。对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式。在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作桥式起重机的需要为主。为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求。
1.3PLC在大型起重机中的应用
控制系统应一般由PLC、各种继电器、主令开关、按钮、指示灯、各种安全开关及显示装置等组成。在PLC的控制系统中，安全部件的检测信号，都被传送到PLC的输入模块，例如，大车限位开关，起升高度限位开关，起重量限制器等信号。而起重机的执行机构是由变频器和PLC的输出端来控制[3]。
根据实际所需要的输入信号的个数，选择开关量输入点和输出点，模拟量输入点和输出点的个数。此外，系统要求有八路模拟量输入信号，有四路模拟量输出信号，作为变频器的控制信号，同时要求数字输入量和输出量点数具有冗余，所以CUP模块选用CPU226模块，数字量输入模块采用一块EM223，模拟量输入模块采用两块EM231，模拟量输出模块采用两块EM232。
1.4大型起重机变频器和PLC应用的综合设计
本课题所研究的QD50/5-22.5A5通用桥式起重机，其主要参数如下：
起升速度为8m/min，大车运行速度为43m/min，小车运行速度32m/min。桥式起重机械变频调速控制系统各机构的控制要求如下：
（1）主、副机械升降速度可调节；
（2）运行机构运行速度调节；
（3）保护功能：起升机构上升限位、大车限位、小车限位、以及各机构电动机保护和安全保护等；
综上所述，变频器的运行是由PLC来进行控制的，其变频器和PLC的总体设计框架如图1所示：
2.总结
本章对传统桥式起重机的各个机构进行分析，然后根据各机构的工作要求，设计了变频器和 PLC的控制方式，并分配了I/O点，配置了PLC。基于变频器和PLC在大型起重机上的应用，是起重机节能降耗的必然发展趋势。
参考文献：
[1].朱少祥等.可编程控制器（PC）原理及应用[M].上海：上海交通大学出版社，1998：3-5
[2].王梅生，许长山.变频调速在起重机中的应用[J].大连：起重运输机械，1999.02.20，（2）
[3].刘小庆.基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用[D]，2005.5.15：19-21
关键词：变频器；PLC；起重机；起升机构；运行机构；应用
引言
起重机械是国民经济发展中必不可少的物料搬运设备，随着我国经济的快速发展，国内各类起重机的需求量也日益上升。因为起重机在工作过程中要频繁启动和制动，对电网冲击非常大，存在着非常严重的能源学浪费。因为起重机是实现物料的垂直升降或者水平移动并垂直升降的设备，起重机在下降过程存在着势能和电能的相互转换过程，因此，回收从势能转换而来的电能，并通过起重机的馈电装置向供电网络回送，或者供给其它设备使用，从而可实现节省能源的目的，正因为如此，当前国内外正在研究起重机的节能技术，尤其是大型起重机的节能技术。
1.变频器与PLC在大型起重机控制中的应用
QD50/5-22.5A5是通用桥式起重机，该起重机由金属结构、起升机构、运行机构以及电气控制设备等四个部分组成[1]。起升机构主要指主起升机构、副起升机构；运行机构包括大车运行机构和小车运行机构。
1.1 变频器在起重机起升机构的应用
起升机构属位能负载机构，不仅要求起动和制动控制精度要高，而且还要求位置控制。该课题研究对象的起升机构是由一个主起升机构和一个副起升机构，主起升机构用一台变频器驱动，同时为了加强控制精度，采用旋转编码器作为检测装置，来实现起升的准确度；副起升机构仍由传统的继电器来控制。
起升机构所使用的变频器，应以额定电流为选择基准，一般变频器的额定电流应不小于电动机的额定电流。通过计算，变频器的额定电流一般为电动机额定电流的1.2倍以上[2]。
起升机构的控制方式采用带PG的矢量控制方式，编码器的反馈信号传送到PLC后，通过程序来控制起升机构的升降。它具有很高的稳定性和快速的响应特性。
1.2运行系统的变频器的应用
大车的运行是由两台电动机用一台变频器控制，由于运行机构的控制要求不高，工作频率单一，因此调速中运行机构共用一台变频器。该变频器的容量应不小于两台电动机的容量之和，设置变频器的控制模式为V/F，而不能采用矢量控制方式。
运行机构的起动时间应符合实际需要，起动应平稳。对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式。在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作桥式起重机的需要为主。为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求。
1.3PLC在大型起重机中的应用
控制系统应一般由PLC、各种继电器、主令开关、按钮、指示灯、各种安全开关及显示装置等组成。在PLC的控制系统中，安全部件的检测信号，都被传送到PLC的输入模块，例如，大车限位开关，起升高度限位开关，起重量限制器等信号。而起重机的执行机构是由变频器和PLC的输出端来控制[3]。
根据实际所需要的输入信号的个数，选择开关量输入点和输出点，模拟量输入点和输出点的个数。此外，系统要求有八路模拟量输入信号，有四路模拟量输出信号，作为变频器的控制信号，同时要求数字输入量和输出量点数具有冗余，所以CUP模块选用CPU226模块，数字量输入模块采用一块EM223，模拟量输入模块采用两块EM231，模拟量输出模块采用两块EM232。
1.4大型起重机变频器和PLC应用的综合设计
本课题所研究的QD50/5-22.5A5通用桥式起重机，其主要参数如下：
起升速度为8m/min，大车运行速度为43m/min，小车运行速度32m/min。桥式起重机械变频调速控制系统各机构的控制要求如下：
（1）主、副机械升降速度可调节；
（2）运行机构运行速度调节；
（3）保护功能：起升机构上升限位、大车限位、小车限位、以及各机构电动机保护和安全保护等；
综上所述，变频器的运行是由PLC来进行控制的，其变频器和PLC的总体设计框架如图1所示：
2.总结
本章对传统桥式起重机的各个机构进行分析，然后根据各机构的工作要求，设计了变频器和 PLC的控制方式，并分配了I/O点，配置了PLC。基于变频器和PLC在大型起重机上的应用，是起重机节能降耗的必然发展趋势。
参考文献：
[1].朱少祥等.可编程控制器（PC）原理及应用[M].上海：上海交通大学出版社，1998：3-5
[2].王梅生，许长山.变频调速在起重机中的应用[J].大连：起重运输机械，1999.02.20，（2）
[3].刘小庆.基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用[D]，2005.5.15：19-21