基于PLC桥式起重机控制系统样本.doc

题目： 基于PLC桥式起重机控制系统基于PLC桥式起重机控制摘 要 本文研讨基于可编程序控制器（PLC）和变频器桥式起重机控制系统改进。阐述了交流桥式起重机在实际中应用以及PLC在改造方案中拟定，亦涉及在改造过程中设备选型。本文以西门子S7-200系列PLC为例，讲述了PLC在交流桥式起重机改造中控制方案。与老式控制方案相比，采用PLC控制桥式起重机可以简化繁重设备，使控制更加安全可靠。从经济效益与环境效益角度分析，本设计虽然前期投入一某些资金用于购买PLC及变频器等设备，但是长期运营后维修成本远低于原系统，并且节能可达30%左右。设计中变频器通过PLC进行无触点控制，使设备运营更加精确，并且减轻了人员劳动强度，提高了工作效率。核心词 桥式起重机 变频器 PLC 控制系统ABSTRACTThis text discussion the improved design of bridge crane control system based on PLC and frequency converter. Introduced the application of Bridge crane，the application of PLC in reconstructive transform and choosing the device. The text takes Siemens S7-200 PLC series as an example，introduced the control project of Bridge crane system. Compared with traditional control scheme，PLC-based Bridge Crane can Simplify the heavy equipment，and make control more safety and reliable. Analysis from economic benefits and environmental benefits，The maintenance cost is far below original system after long-term operation，and Saves about 30% of energy，beside a fond musts put into buying PLC and inverter and other equipment . In this design，Inverter non-contact programmable controller controls the equipment to run more accurate，as well as reduced labor strength，increased efficiency.Key words：bridge crane；frequency converter；PLC；control system目录第一章 绪论11.1 桥式起重机简介11.2 重要研究内容及意义1第二章 控制方案设计42.1系统构成42.2 大车控制系统设计4第三章 系统硬件设立63.1变频调速73.1.1变频调速基本原理73.1.2变频器选用93.2电动机选取123.3 惯用辅助器件选取143.4 可编程控制器173.4.1 PLC概述173.4.2 PLC选型SIEMENS S7-200183.4.3 I/O端口分派203.4.4 PLC系统接线方式21第四章 系统软件设计234.1 主程序244.2 公用程序254.3 大车控制程序274.4 其她子程序设计29第五章 设计总结30参照文献32附录33道谢41第一章 绪论1.1 桥式起重机简介桥式起重机广泛应用在室内厂房、仓库、室外码头、储料场等，是很重要起吊、搬运设备，为此规定其具备高效、灵活并且安全可靠。本课题研究是电动双梁桥式起重机，它重要由桥架金属构造、桥架运营机构和电气控制设备某些构成。大车运营机构、小车运营机构、主钩起升机构、副钩起升机构共同构成了桥架运营机构。电气控制某些设备重要集中在操作室内，用于操纵控制桥式起重机运营。其重要构造如图1.1所示图1.1 起重机构造图1.2 重要研究内容及意义桥式起重机作为物料吊运起重设备在国民经济中有着十分重要地位。老式桥式起重机控制系统都是采用继电器控制与转子回路串电阻来实现对桥式起重机调速，这种控制冲击频繁，震荡激烈，并且桥式起重机工作环境比较恶劣，又多是在重载下频繁启动、制动、正反转、变速等，这种控制对其设备及其生产效率都会有影响甚至会涉及到人身安全，因此继电器控制已经不是机械工业主导了，有必要对其进行改进。随着工业自动化发展，PLC、变频器在工业设备改造中得到了广泛应用。PLC具备可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程以便，易于使用，控制系统设计、安装、调试、维修以便，维修工作量少等一系列长处。变频器导入则可以提供频率可调交流电源，从而控制电动机转速来实现桥式起重机多段速。因而，“PLC+变频器”控制方式在桥式起重机改造中非常流行。 自PLC问世以来始终受到人们关注，在不断发展和改进中PLC已经在机械工业及其她行业中得到了广泛应用，特别在起重机中得到了较好体现。PLC作为整个系统控制核心，采用变频器调速来控制电动机转速，实现对老式继电器控制桥式起重机改造。为减少工作人员劳动强度，采用三档位主令控制器作为操作面板。PLC作为整个控制系统核心，它接受主令控制器发出向前、向后、零位、调速等控制信号，限位器输入限位信号，以及保护电路输入保护信号，经PLC内部运算后分别发送给四台变频器。变频器接受来自PLC控制信号，控制电动机按照操作人员操作运营。主令控制器开关与惯用启动、停止等按钮集中于控制舱内操作面板上，供操作人员操作使用。经改造桥式起重机有如下长处：（1）桥式起重机启动、制动、加速、减速等过程更加平稳迅速，定位更加精确，减少了负载波动，安全性大幅提高。（2）系统运营开关器件实现了无触点化，具备半永久性寿命。（3）电动机启动电流限制得较小，减少了频繁启动所带来热耗，使电机寿命延长。（4）减少了对电网冲击。（5）节约能源，变频调速启动、制动、加速、减速等过程中，电机运营电流小。以本案来讲，节能可达30%左右 第二章 控制方案设计2.1系统构成本设计系统构成重要由大车控制系统、小车控制系统、主钩和副钩控制系统构成。使用主令控制器来支配各PLC程序执行，来实现桥式起重机各机构迈进、后退、上升、下降。详细流程如图2.1所示 图2.1 系统构造框图如图2.1使用一台主令控制器来支配可编程控制器，大量减少了每台PLC使用一台主令控制器IO口，减少了操作强度，同步也极大限度避免了某些误操作。本设计是使用四台PLC控制四个变频器来实现五台电动机运营，从而来调动各某些机构。2.2 大车控制系统设计大车是横架于主梁上移动设备，它运营是依托梁上两台相似电动机转动来移动，大车加、减速则依赖变频器调速作用，当大车加（减）速时，增长（减小）变频器输出频率就能达到加速（减速）目。无休止加减速会导致机构脱离，考虑到这一点就必要配备限位装置。起重机属于大型机械设备，都应当设有过电流保护。基于大车控制系统，小车，主副钩控制系统和大车类似，在这里就不一一简介了。 第三章 系统硬件设立本设计使用PLC来控制四台变频器实现五台电动机运转。其主电路接线图如图3.1所示图3.1 主电路接线图针对以上原理图，一方面我需要对变频器做进一步简介。3.1变频调速3.1.1变频调速基本原理异步电机转速公式为：= （1S） （式3.1）式中 N异步电动机转速，r/min F定子电源频率，HZ P电机极对数 S电机转速滑差率由（式3.1）可知，如果变化输入电机电源频率，则可相应变化电机输出转速。电动机调速时，一种重要因素是保持每极磁通量为额定值不变。磁通太弱，没有充分运用电机磁心，是一种挥霍:若要增大磁通，又会使磁通饱和，从而导致过大励磁电流，严重时会由于绕组过热而损坏电机。对于直流电机来说，励磁系统是独立，因此只要对电枢反映补偿适当，保持不变是很容易做到。在交流异步电机中，磁通是定子和转子合成产生。三相异步电动机每相电动势有效值是: （式3.2）式中： 气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值，单位为V;定子频率，单位为Hz;定子每线绕组串联匝数;基波绕组系数;每级气隙磁通量，单位为Wb;由公式可知，只要控制好和便可以控制磁通不变，需要考虑基频(额定频率)如下和基频以上两种状况;1基频如下调速即采用恒定电动势。由上式可知，要保持不变，单频率从额定值向下调节时，必要同步减少然而绕组中感应电动势是难以控制，但电动势较高时，可以忽视电子绕组漏磁阻抗压降，而以为定子相电压U1 E，则得U1 /f1=常值。低频时，U1和读数较小，定子阻抗压降所占份量都比较明显，不能在忽视。这时，可以人为把电压U抬高某些，以便近似不补偿定子压降。带定子压降补偿恒功率比控制特性为b线()，无补偿为a线()。如图3.2所示:图3.2 恒压频比控制特性2基频以上调速在基频以上调速时，频率f可以往上增高，但电压u磁通与频率成反比减少，相称于与直流电机弱磁升速状况。把基频如下和基频以上两种状况合起来，可得到异步电动机变频调速控制特性，如图3.3。如果电动机在不同转速下都具备额定电流，则电动机都能在温升容许条件下长期运营，这时转矩基本上随磁通变化。在基频如下，属于“恒转矩调速”调速，而在基频以上基本上属于“恒功率调速”。图3.3异步电动机变频调速控制特性3.1.2变频器选用1变频器选型桥式起重机各机构转矩均为恒转矩负载，选用低速转矩提高功能变频器较好，如日本安川，三菱，德国西门子和丹麦丹佛斯等。本设计选用西门子变频器，西门子变频器具备可靠性高，故障率小，具备较合理价格，有助于顾客合理选用。2变频器容量选取起升机构平均起动转距普通为额定力矩值1.3到1.6倍。考虑到电源电压波动因素和125%超载实验规定等因素，其最大转距必要是1.8到2倍负载力矩值，以保证其安全使用规定。等额变频器仅能提供不大于150%超载力矩值，为此可通过提高变频器容量或同步提高变频器和电机容量来获得200%力矩值。此时变频器容量为 式中电机功率因数，= 0.25 起升额定负载所需功率，kw 电机效率， =0. 85 变频器容量，KVA 系数，K=2起升机构变频器容量根据负载功率计算，并考虑2倍安全力矩。若用在电机额定功率选定基本上提高一挡办法选取变频器容量，则也许会导致不必要放容损失。在变频器功率选定基本上再作电流验证，公式如下: 式中一变频器额定电流，A 电机额定电流，A当运营电机在300s内有不大于60s加速时间并且起动电流不超过变频器额定位1.5倍时变频器容量可按下式计算：式中电流波形补偿系数，PWM方式K=1.051.1 负载转距，N.m 一总转动惯量对电机轴折算值，kg.m 加速时间，s 电机额定转速，r/min当运营电机在300s内电机有不不大于60s加速时间时，变频器容量按下式取值： 电流验证:以上公式均以负载功率作为变频器容量计算基本参数，相似功率不同极数电机有不同额定电流。故最后尚需验证电机和变频器额定电流，即多电机驱动时变频器容量选取 电压型变频器可以一台变频器驱动多台电机，其并联运营且变频器短时过载能力为150%、60%时，如电机加速时间在300s内有不大于60s加速时间，则并规定 式中负载所规定电机轴输出功率并联电机台数同步启动台数电机效率，=0.8电动启动电流与电机额定电流之比值电流波形修正系数，PWM方式取1.05-1.1变频器容量，KVA变频器额定电流，A依照起重机电机驱动特性和技术规定，采用带测速反馈接口MASTERDRIVE6SE70系列变频器作为主、副起升机构电机驱动，MASTERDRI Vector 6SE440系列变频器作为大、小行车行走机构电机驱动，6SE440系列是一种通用性高性能矢量控制型变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构需求。通过运用上述公式计算，桥式起重机各执行机构变频器如表1所示：表1 各机构变频器参数变频器型号额定功率/电流主起升机构6SE70272-ED6137KW/48A副起升机构6SE70274-7ED6122KW/47A大车运营机构6SE6440-2AD3115KW/30A小车运营机构6SE6440-2AD255.5KW/11.6A3.2电动机选取 桥式起重机运营机构多为恒转矩负载，可以使用专用变频调速电机，也可以使用原有线绕式转子电动机，将转子绕组短接就可以了。升降机构电机选用必须适合重复起动、起动转矩大、转动惯量小变频用电动机。当前，国外以四极电动机作变频电机首选。电动机功率为： 式1式中P功率，kw； W额定起重量吊钓重量钢丝绳重量； V提高速度，m/s； 机械效率。变频器驱动异步电动机时，由于变频器换向冲击电压和开关元件开闭瞬间而产生冲击电压会引起电机绝缘恶化，对电压型变频器应考虑尽量缩短电机与变频器间接线距离或者是考虑加入阻尼回路(滤波器)。 电动机功率选取，须按照生产需求来决定。普通来说，起重用电动机比普通工业机械生产所用电动机功率大10%左右。 电动机选取重要取决于下面两个因素：(1)发热：电机工作时，一方面将电能转变为机械能做功，另一方面由于电机自身阻抗要消耗一某些电能而转变成热能，使得电动机发热升温，因此电机选用不适当将会对内部绝缘材料导致损坏，当温度过于高时绝缘被破坏，电动机将烧毁。电动机铭牌上都规定有电动机温升（即是电动机在额定负载下运营时，定子发热后容许温升与周边环境温度之差）(2)过载能力：电动机均有一定过载能力。交流电动机过载能力tm是最大转矩与额定转矩比值，即普通起重机用交流异步电动机过载能力为2.53.3。交流电动机过载能力为： 式2式中电动机容许最大转矩； 电动机额定转矩。电动机过载发热升温需有一段时间，从发热方面来讲，容许有短时过载。但就过载能力而言，在很短时间内过载也是容许。因此发热和过载能力必要同步考虑。 桥式起重机控制系统有大车电动机两台、小车电动机一台、20吨主钩、5吨副钩提高电动机各一台，因此经分析计算后电动机基本选型见下表2。表2 电动机选取电机型号电机功率主起升机构YZR250M1-830KW副起升机构YZR200L-815KW大车运营机构YZR160M1-62*5. 5KW小车运营机构YZR1601-65. 5KW3.3 惯用辅助器件选取变频器系统器件由断路器、接触器、电抗器、变频器、制动电阻及制动单元构成。1、断路器为避开变频器投入时直流回路电容器充电电流峰值，为此变频器配备断路器容量应为电机额定电流1.31.4倍，整定值为断路器额定值34倍。 2、接触器 接触器在变频器主回路中仅在变频器辅助器件或控制回路故障时起断开主回路作用，普通不作回路开断器件用，故可按电机额定电流选用接触器容量，不必按开断次数考核其寿命。 3、交流电抗器 在变频器输入端加接交流电抗器，以抑制变频器导致高频峰值电流，或电容器开断导致峰值电流对变频器危害。同步，交流电抗器接入还可起到减少电机噪声、改进起动转矩、在电机轻载时改进电机功率因数作用。 4、制动单元 为减小大惯性系统减速时间，解决变频器直流电路上过电压问题。常在其直流电路中加接一检测直流电压晶体管。一旦直流回路电压超过一定界限，该晶体管导通，并将过剩电能通过与之相接制动电阻器转化为热能耗。在能量消耗同步加速了转速减小，该能量消耗得愈多，制动时间愈小，此装置即为变频器制动单元。5.制动电阻器借助制动单元，消耗电机发电制动状态下从动能转换来能量。5.1 电阻值计算式中 始终流回路电压，V 一制动转矩，N.m 一电机额定转矩(在附加电阻制动状况下，电机自损耗约为电机额定功率20%左右)，N.m 一电机额定转矩(在附加电阻制动状况下，电机额定转速),r/min在制动晶体管和制动电阻构成能耗回路中最大电流受晶体管许用电流Ic限制，因而在选取制动电阻值时不可不大于其最小制动电阻值Rmin，即 ()式中始终流回路电压，V 一制动晶体管容许最大电流，A因而，制动电阻应按 关系选用。5.2 制动转矩计算式中一电机转子飞轮转矩之和，N.m 一负载转矩，N.m 一减速开始时转速，r/min 一减速结束时转速，r/min 一减速时间，S6.电缆选取 由于高次谐波驱动效应，电缆实际使用面积减少，单位实际工作电阻增大，电缆压降有增大趋势，故所配电缆普通不不大于常规使用值。3.4 可编程控制器3.4.1 PLC概述可编程程序控制器，也称为PLC(programmable Logic controler)，即是可编程逻辑控制器。其采用计算机构造，重要涉及CPU,存储器、输入、输出接口及模块、通讯接口模块、编程器和电源六个某些。如图3.4所示，PLC内部采用总线构造，进行数据和指令传播。外部各种开关信号、模仿信号、传感器检测各种信号均作为PLC输入变量，她们经PLC外部输入端子输入到内部寄存器，经PLC内部逻辑运算或其她各种运算解决后送到输出端子，作为PLC输出变量，对现场设备进行各种控制。图3.4 可编程控制器基本构造示意图3.4.2 PLC选型SIEMENS S7-200(1)S7-200系列PLC简介 S7-200系列PLC功能强、速度快、具备模块化、具备极高可靠性、极丰富指令集、实时特性、良好通信能力等。 它强大功能使其无论是在独立运营中，或相连成网络都能实现复杂控制功能。可以依照对象不同，选用不同型号和不同数量模块。并可以将这些模块安装在同一机架上。 (2) Siemens S7-200重要功能模块简介 1. CPU模块S7-200CPU模块涉及一种中央解决单元、电源以及数字I/0点，这些都被集成在一种紧凑、独立设备中。CPU负责执行程序，输入某些从现场设备中采集信号，输出某些则输出控制信号，驱动外部负载。从CPU模块功能来看，CPU模块为CPU222。这里简介CPU222。CPU222它有8输入/6输出，I/0共计14点。和CPU 221相比，它可以进行一定模仿量控制和2个模块扩展，因而是应用更广泛全功能控制器。 2.I/0扩展模块 当CPUI/O点数不够用或需要进行特殊功能控制时，就要进行I/0扩展，I/O扩展涉及I/0点数扩展和功能模块扩展。典型数字量I/0扩展模块有:输入扩展模块EM221有两种:8点DC，8点AC输入;输出扩展模块EM222有三种:8点DC晶体管输出，8点AC输出、8点继电器输出。输入/输出混合扩展模块EM2323有六种:分别为4点(8点、16点)DC输入/4点(8点、16点)DC输出、4点(8点、16点)DC输入/4点(8点、16点)继电器输出。 3.功能扩展模块 当需要完毕某些特殊功能控制任务时，CPU主机可以扩展特殊功能模块.如规定进行PROFIBUS-DP现场总线连接时，就需要EM277 PROFIBUS-DP模块，在这里重要简介模仿量输出模块EM232。 EM232模块提供了有2输出模仿量通道，具备12位辨别率，且具备多输入，输出信号范畴。其内部集成了D/A转换器、放大器等各种功能电路，可用于复杂控制场合。它可以不用外部放大器而与传感器直接相连，可依照输出模仿量大小，通过其外置开关选取不同档位及辨别率，且模仿量输出可作为测量传感器恒流源使用。Siemens S7-200 PLC工作原理： 各种PLC详细工作原理大同小异都采用扫描工作方式。Siemens S7 - 200PLC工作过程:PLC上电后，一方面进行初始化，然后进入循环工作过程。一次循环过程可归纳为公共解决、程序执行、扫描周期计算解决、I/0刷新和外设端口服务五个工作阶段，一次循环所用时间称为一种工作周期(或扫描周期)，其长短与顾客程序长短以及PLC机自身性能关于。 3.4.3 I/O端口分派表3 IO端口分派表IO点用途IO点用途IO点用途IO点用途I0.0主回路启动I2.1小车停止按钮Q0.1小车电源Q2.2主钩正转I0.1主回路停止I2.2小车故障保护Q0.2主钩电源Q2.3主钩反转I0.2主令控制器零位I2.3小车左行限位Q0.3副钩电源Q2.4主钩变频1I0.3主令控制器向前I2.4小车右行限位Q0.4大车正转Q2.5主钩变频2 I0.4主令控制器向后I2.5主钩过电流保护Q0.5大车反转Q2.6主钩变频3I0.5主令控制器加速I2.6主钩启动按钮Q0.6大车变频1Q2.7主钩急停I0.6主令控制器减速I2.7主钩停止按钮Q0.7大车变频2Q3.0主钩复位I0.7急停I3.0主钩故障保护Q1.0大车变频3Q3.1副钩正转I1.0复位I3.1主钩上升限位Q1.1大车急停Q3.2副钩反转I1.1大车过电流保护I3.2主钩下降限位Q1.2大车复位Q3.3副钩变频1I1.2大车启动按钮I3.3副钩过电流保护Q1.3小车正转Q3.4副钩变频2I1.3大车停止按钮I3.4副钩启动按钮Q1.4小车反转Q3.5副钩变频3I1.4大车故障保护I3.5副钩停止按钮Q1.5小车变频1Q3.6副钩急停I1.5大车前限位I3.6副钩故障按钮Q1.6小车变频2Q3.7副钩复位I1.6大车后限位I3.7副钩上升限位Q1.7小车变频3I1.7小车过电流保护I4.0副钩下降限位Q2.0小车急停I2.0小车启动按钮Q0.0大车电源Q2.1小车复位本设计PLC控制输入涉及主回路启动和停止、主令控制器位置、电动机限位、电动机故障输入、电动机启动和停止以及过电流保护、急停、复位等；输出涉及主电路电源、急停输出、复位输出、电动机电源、电动机正反转、电动机变频器输出、过电流保护输出等。主回路启动和停止输入将由按钮开关与PLC相连，用来控制总电路接通和断开，当按下启动按钮时，系统准备待命，当按下停止按钮时，整个系统将会停止工作，此时PLC中储存档位信息会清零，各电动机停止运营，电磁制动机构开通，这样现场工作人员安全有了保障。PLC中主令控制器接入，能让操作人员简便易行控制电动机正反转，加减速等动作。各电动机故障输入也接在PLC输入口上，以便控制电动机启停。急停和复位按钮是浮现紧急状况时控制按钮。限位开关是保证电动机在安全位置内移动，过电流保护是防止由于过电流而引起电动机过载。在PLC输出端口，重要讲述了大小车以及主副钩变频调速，电源批示灯与否正常运营和各电机正反转，急停、复位等。将IO线接入控制桥式起重机PLC端口上，再通过软件编程就可以实现系统控制了。3.4.4 PLC系统接线方式PLC总接线图见附录二 依照大车PLC及变频器接线示意图为例来阐明PLC接线和工作过程如图3.5所示。图中电动机启动按钮、停车按钮，主令控制器5个触点，以及系统安保用各种限位设备都接在PLC输入口上。输出口上接是许多小型继电器。它们是用来控制变频器输出相序及频率，其中K1控制变频器正向相序端，K2控制变频器反向相序端，当K1及K2中其一接通时，变频器输出一定相序电源，当两者都接通或都不接通时，变频器终结电源输出，K6、K7连接是变频器急停及复位端子。而K3、K4、K5所连接X001、X002、X003为变频器多段频率选取端，运用这三个端子组合，可有七种速度可选取，详细速度值可以通过变频器功能码设定，本设计中只运用其中5档速度，X1、X2、X3组合关系与速度档位关系如表4所示：表4 变频器多段频率端子状态表速度档位01234567X00101010101X00200110011X00300001111注： 0-断 ，1-通图3.5大车PLC及其变频器接线图第四章 系统软件设计程序编写是实现PLC在系统中任务。桥式起重机整个控制系统程序分为主程序、公用程序、大车程序、小车程序、主钩程序、副钩程序6个某些。主程序用来接受相应按钮输入，分别控制别的5个子程序。公用程序是实现PLC模仿主令控制器功能，并将信息存入中间继电器中，大车、小车、主钩、副钩程序分别控制各电机运营。现分别简介各程序功能。系统总流程图如图4.1所示图4.1 系统总流程图4.1 主程序主程序实现是调用各子程序，其功能简朴。当PLC上电工作时，SM0.0接通，调用公用程序，完毕初始化。当启动开关I0.0接通时，停止开关I0.1及过电流保护开关I0.7常闭触头闭合时，接通总电源输出开关Q0.0，并自保持。这时整个电路将通电，公用程序完毕初始化，等待操作人员按下大车、小车、主钩或副钩启动按钮，启动相应子程序。主程序梯形图设计如下：图4.2 主程序梯形图程序设计 4.2 公用程序 公用程序设立可以充分运用PLCI/O点，减少外部接线。其程序重要是实现电动机正反转、加减速。编程基本思路是用比较传送方式，按下I1.0或I1.1时，使存储器VB100中数在15间顺序变化，控制档位变化实现调速。当主令控制器处在零位，或输入到VB100中数不不大于5或者不大于0时，将使VB100置零。此外，在上电第一种周期，SM0.1得电，VB100亦将置零。公用程序还将接受向前或者向后输入，实现主令控制器向前或者向后功能。公用程序STL语言如下：TITLE = 公用程序Network 1 上电及主令开关通过零位时清档位存储器VB100LD I0.2 /主令控制器零位开关I0.2ED /浮现下降沿LD M11.2 /主令控制器处在向前位EDOLDLD M11.3 /主令控制器处在向后位EDOLDO SM0.1 /上电第一种周期AN I0.1 /停止按钮按下时，不完毕初始化MOVB 0，VB100 /清档位存储器VB100Network 2 VB100为0时M11.0置1LDB= VB100，0 /比较VB100中数与0大小= M11.0 /将比较后成果存入M11.0Network 3 VB100为5时M11.1置1LDB= VB100，5 /比较VB100中数与5大小= M11.1 /将比较后成果存入M11.1Network 4 I1.0接一次，VB100加1（VB100不大于5）LD I1.0 /加速开关I1.0EU /浮现上升沿AN M11.1 /中间继电器M11.1，VB100不不大于5时，M11.1通电INCB VB100 /VB100自增1,Network 5 I1.1接一次，VB100减1（VB100不不大于0）LD I1.1 /减速开关I1.1EU AN M11.0 /中间继电器M11.0，VB100不大于0时，M11.0通电DECB VB100 /VB100自减1Network 6 速度输出程序LDN I0.1 /停止按钮I0.1常闭触点AN M11.3 /串联正反转中间继电器，AN M11.2 /防止按下正反转时,进行加减速操作A Q0.0 /主电源输出点Q0.0LPSLDB= VB100，1OB= VB100，3OB= VB100，5ALD= M10.4 /变频器速度选取端X001LRDLDB= VB100，2OB= VB100，3ALD= M10.5 /变频器速度选取端X002LPPLDB= VB100，4OB= VB100，5ALD= M10.6 /变频器速度选取端X003Network 7 主令控制器控制电动机正反转LDN I0.1A Q0.0LPSAN I0.3 /前限位开关A I0.5 /主令控制器向前档AN M11.3 /并联M11.3，与M11.2互锁= M11.2 /将主令控制器正转信息保存在M11.2LPPAN I0.4 /后限位开关A I0.6 /主令控制器向后档AN M11.2 = M11.3 /将主令控制器反转信息保存在M11.3 4.3 大车控制程序 在设计各电动机控制程序过程中，只需要将公用程序输出到中间继电器中电机正传、反转以及变速信息接到相应变频器输入端口上即可。鉴于各电机控制程序基本相似，故在此仅以大车控制程序简介各电动机控制程序编程思路。大车运营流程图如图4.3所示图4.3 大车运营流程图 大车控制程序包括急停复位、大车电源及大车速度控制程序三某些。依照变频器端口功能，EMS为急停输入口，RST为复位输入口，将控制面板急停按钮接在PLC输入端口，经PLC输出端口接到变频器EMS及RST端口即可完毕急停及复位程序设计。其LOD梯形图程序如图4.4所示：图4.4 大车急停及复位梯形图程序 大车电源控制程序是将大车启动按钮常开触点I1.4串联大车停止按钮常闭触点I1.5以及大车故障按钮常闭触点I1.6再输出到大车电源输出Q0.3，并将Q0.3并联在I1.4上实现继电保持。其LOD梯形图如图4.4所示：图4.5 大车电源梯形图程序 大车速度控制程序功能是将主令控制器输出正转、反转、加减速等信号输入到变频器输入口上。变频器正转输入口为FWD口，反转输入口为REV口，7档位速度输出控制为X001、X002、X003口。将中间继电器信号经小型继电器接在变频器上相应输入口上，并加上一定保护电路，其梯形图如图4.6所示：图4.6 大车速度控制梯形图程序运用PLC控制变频器调速技术，桥式起重机拖动系统各档速度、加速时间都可以依照现场状况由变频器设立，调节以便。负载变化时，各档速度基本不变，调速性能好。4.4 其她子程序设计桥式起重机使用4台变频器来控制5台电动机进而控制各机构运营，而各个运营机构操作基本相似，只有主钩控制程序稍有不同。因而，小车、主钩、副钩控制程序和大车控制程序类似，只需在大车基本上稍加改动即可，详细程序见附录一。第五章 设计总结 桥式起重机作为工矿公司中应用十分广泛一种起重机械，承担着十分重要作用。老式继电接触器控制电路现已发展得十提成熟，但是随着公司对控制规定提高，老式继电接触器控制电路已浮现诸多弊端。近年来，随着计算机技术和电力电子器件迅猛发展，电气传动和自动控制领域也日新月异。其中，具备代表意义是交流变频器和可编程控制器获得了广泛应用，为PLC控制变频调速技术在桥式起重机拖动系统中应用提供了有利条件。本文提出了以PLC和变频器控制桥式起重机运营思路，这亦是当前流行交流桥式起重机控制思路。 一开始做毕业设计时候，我对桥式起重机控制系统理解几乎为零，完全不懂得如何设计这样一种系统。通过借阅书籍，查询资料，我慢慢理解到一种完整桥式起重机控制系统应当包括哪些某些，应当如何去设计这些某些内容。设计之初，PLC选型给我带来了诸多困惑。一开始，我准备使用三菱公司FX2N系列PLC作为控制核心。但是考虑到我并不熟悉该系列PLC，并且后期程序调试时候不太以便，最后放弃了该方案，选取了西门子S7-200系列PLC。PLC型号选定之后，就是各模块功能详细实现了。这就需要主令控制器来控制各变频器进而控制电动机来实现机构各个功能。在实际编程过程中，将各电动机程序放在子程序中，并设计公用程序用以实现主令控制器功能，这样整个程序就显得条理清晰了。这次毕业设计给我留下了宝贵东西。这是我第一次自己独立完毕一种课题，从收集资料开始，到方案选取、程序设计，再到最后报告，经历了很长时间，积累了诸多宝贵经验。这些经验将协助我更加有效地攻克日后将会遇到困难，也会让我在日后工作中更有信心地独立思考，独立完毕更大课题！参照文献1 张万忠,刘明芹电器与PLC控制技术第二版北京：化学工业出版社，2 西门子公司SIMAT