一、引言

為解決傳統橋式起重機電力拖動系統的能耗過高、運行效率低下、低速啟動力矩較小等幾個問題，可采用變頻調速技術來進行改善。隨著計算機與電子元件的技術的日益成熟，也極大地推進了電氣傳動和自動化領域相關技術的發展。這里面，作為變頻技術最具有代表性的產品 變頻器（以下簡稱VFD）與可編程控制器在獲得了眾多用戶的肯定作用下也得到了廣泛的應用，這也為PLC控制的變頻調速技術在橋式起重機拖動系統中的應用提供了堅實的基礎。

二、傳統橋式起重機的缺點

傳統橋式起重機的電力拖動控制系統存在以下幾個缺點：

1、橋式起重機的運行環境惡劣，并且需要頻繁的運行，因此電機以及所串電阻燒損和斷裂故障頻繁出現。

2、繼電器與接觸器組成控制系統穩定性較差，操作繁復，導致故障率較高。

3、由于轉子串電阻在調速時的機械特性較軟，而且會在負載變化影響轉速，調速效果不理想。同時所串電阻長期發熱，電能浪費大，效率低。要從根本上解決這些問題，只有徹底改變傳統的控制方式。

三、系統硬件構成

橋式起重機大車、小車、主鉤，副鉤電機都需獨立運行，大車為兩臺電機同時拖動，所以整個系統有5臺電機，4臺VFD傳動，并由4臺PLC分別加以控制。

橋式起重機大車、小車、副鉤、主鉤電機運行通過各自的PLC控制，大車、小車、副鉤、主鉤電機都運行在電動狀態，控制過程基本相似，VFD與PLC之間控制關系在硬件組成以及軟件的實現基本相同，而主鉤電機運行狀態處于電動、倒拉反接或再生制動狀態，VFD與PLC之間控制關系在硬件組成以及軟件的實現稍有區別。

控制小車電機的VFD與PLC控制原理圖

PLC控制的橋式起重機變頻調速系統框圖

1、PLC：

完成系統邏輯控制部分控制電機的正、反轉、調速等控制信號進入PLC，PLC經處理后，向變頻器發出起停、調速等信號，使電機工作，是系統的核心。

2、VFD：

為電機提供可變頻率的電源，實現電機的調速。

3、制動電阻：

起重機放下重物時，由于重力加速度的原因電機將處于再生制動狀態，拖動系統的動能要反饋到VFD直流電路中，使直流電壓不斷上升，甚至達到危險的地步。因此，必須將再生到直流電路里的能量消耗掉，使直流電壓保持在允許范圍內。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。

通過利用PLC控制變頻調速，橋式起重機拖動系統的各檔速度、加速時間和制動減速時間都可根據現場情況通過變頻器快捷設置，調試便捷。負載變化時，各檔速度基本不變，調速性能好。若是改造原有系統，大小車電機仍可采用原有的繞線轉子異步電機，將轉子繞組引出線短接，去掉電刷和集電環，節省更換電機的費用。