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简单描述
利用PLC控制的变频调速技术，桥式起重机拖动系统的各档速度、加速时间和制动减速时间都可根据现场情况由变频器设置，调整方便。负载变化时，各档速度基本不变，调速性能好。
详细介绍
一、设备功能
设备具有悬停（溜钩检测），声光报警输出，负载电流显示，五档可变速度，一次限位减速，二次限位停车等功能。
二、控制方式
起重机用来提升和运送重物，由于起重机的每一次加速都会引起货物的晃动，使用变频驱动器可以令起重机的运动平稳,因此采用西门子PLC和精益变频器控制方式。精益变频器专门为工业起重机的运行负载的晃动情况进行控制，通过智能的速度控制计算代替限制起重机的加速度，从而避免负载的晃动并优化电机转矩，这使得操作更快捷并且没有货物晃动情况，保证抓斗机构不发生溜钩现象，减少对设备和机械结构的冲击，延长设备及构件的使用寿命。利用精益变频器的内部速度指令，通过操作台上的凸轮开关选择升降速度，可以快速实现五档速度切换，增加旋转编码器直接与精益变频器相接，提高零速满转矩功能，支持电机的悬停。
原使用的桥式起重机拖动系统采用绕线式交流异步电机，转子回路内串入多段外接电阻调速，采用凸轮控制器、继电器－接触器控制，这种控制系统主要缺点是:
（1） 电机转子串电阻调速属能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速范围小，平滑性差;
（2） 继电器－接触器控制系统在频繁切换的情况下，冲击电流大，触头烧损、电刷冒火、电动机以及转子所串电阻烧损和断裂故障时有发生，故障率达每月2.5件;
（3） 调速平滑性差，对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，影响使用寿命;
（4） 系统抱闸是在运动状态下进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重。
因此，只有*改变原调速的方式才能从根本上解决桥式起重机故障率高的问题。随着电子技术的飞快发展，变频调速器的性能、可靠性都有了很大的提高，为在桥式起重机传动系统中的应用提供了有利的条件。我们首先对担负机车柴油机组装重要工作的架修库32吨桥式起重机的大小车拖动系统和吊钩提升系统进行变频改造，以改善其操作性能、降低了故障率。

改造方案
1、变频改造方案
桥式起重机的电气传动系统有大车电动机两台、小车电动机一台、32吨大钩、5吨小钩提升电动机各一台，这次改造总的思路是用四台变频器来控制五台电机，实现重载启动，变频调速。
主电路原理图如图1所示。



图1 桥式起重机变频调速主电路原理图
改造中电气控制系统除保留原凸轮控制器和各电机外，各控制柜和各继电器、接触器一律取消，变频器采用的是SAJ起重变频器，各传动机构配置如图1所示。
2、制动方法
通过变频调速系统对重物下降时电机制动再生的电能，采取由变频器直流回路内接入制动电阻消耗掉的方式，把运动中的大、小车和吊钩迅速而准确地将转速降为0。对于吊钩，常常需要重物在半空中停留一段时间（如重物在空中平移时），而变频调速系统虽然能使重物停住，但因容易受到外界因素的干扰（如平移时常出现断电），可靠性差。因此，还必须同时采取电磁制动器进行机械制动。
3、变频控制系统的控制要点
桥式起重机拖动系统的控制包括:大车的左、右行及速度档; 小车的前、后行及速度档; 吊钩的升、降及速度档等。这些都可以通过变频器可编程控制器进行无触点控制。
桥式起重机控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制，在电磁制动器抱住之前和松开后的瞬间，极易发生重物由于停止状态下滑而产生溜钩。
（1） 起吊重物停住控制要点
通过设定停止起始频率，和的维持时间（应大于制动电磁铁抱闸时间0.6s），当变频器的工作频率下降到时，变频器输出一个“频率到达信号”， 发出制动电磁铁断电指令，此时维持，随后变频器工作频率降为0。
（2） 起吊重物升降控制要点
设定“升降起始频率和“检测电流时间，当变频器达到的同时，变频器开始检测电流，确认电流足够大，产生的力矩能抵消下降力矩时发出松开指令，使制动电磁铁开始通电松开抱闸，应大于电磁铁松开时间。
（3） 自动转矩提升设置
在调试过程中适当地提高中频电压可以改善低频特性，提高启动转矩; 提高零频电压可以加大直流强励磁，可以使电机保持足够大的转矩防止溜钩。
（4） 各传动机构变频器的功能参数设置
桥式起重机各传动机构改造采用的SAJ系列变频器。

改造后的效果
从改造后运行来看，效果非常明显。主要效果如下:
（1） 桥式起重机的启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，定位更加准确，减少了负载波动，安全性大幅提高;
（2） 电动机运行的开关器件实现了无触点化，具有半*性的寿命;
（3） 由于电动机启动电流限制得较小，频繁启动和停止时电动机热耗减少，寿命延长;
（4） 电磁制动器在低速时动作, 其闸皮的磨损很小，使用寿命延长，保养时间和费用都得以减少。