原系統(tǒng)分析
　　橋式起重機(jī)(天車)是一種用來起吊、放下和搬運(yùn)重物、并使重物在一定距離內(nèi)水平移動(dòng)的起重、搬運(yùn)設(shè)備，在生產(chǎn)過程中有著重要應(yīng)用。鄭州北車輛段5噸橋式起重機(jī)，原設(shè)備電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為起重機(jī)升降、小車、大車三部份。其中起重機(jī)升降由一臺(tái)13kW的繞線式異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，大車由兩臺(tái)4kW繞線式異步電動(dòng)機(jī)、小車由一臺(tái)2.5kW繞線式異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在原傳動(dòng)控制中，采用轉(zhuǎn)子串接電阻的調(diào)速方式。由于工作環(huán)境差，粉塵和有害氣體對電機(jī)的集電環(huán)、電刷和接觸器腐蝕性大，加上工作任務(wù)重，實(shí)際過載率高，沖擊電流偏大，容易造成電動(dòng)機(jī)觸頭燒損、電刷冒火、電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)子所串電阻燒損和斷裂等故障，影響現(xiàn)場生產(chǎn)和安全，工人維修量和產(chǎn)生的維修費(fèi)用也很高。并且原調(diào)速方式機(jī)械特性較差，調(diào)速不夠平滑，所串電阻長期發(fā)熱浪費(fèi)能量。
　　針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本次改造的起重機(jī)采用PLC和變頻器技術(shù)，以程序控制取代繼電器----接觸器控制，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式采用變頻調(diào)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)的半自動(dòng)化控制。
　　改造方案
　　交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式很多，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，綜合各種性能最佳者為變頻調(diào)速方式。
　　1、拖動(dòng)系統(tǒng)
　　a、電動(dòng)機(jī)選型
　　大車與小車用電動(dòng)機(jī)可選用普通的籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)升降用電動(dòng)機(jī)由于要求比較高，應(yīng)選用變頻專用的籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。原設(shè)備系統(tǒng)采用的是繞線式異步電動(dòng)機(jī)，出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，通過短接轉(zhuǎn)子回路也能進(jìn)行使用。
　　b、調(diào)速方法
　　采用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻后轉(zhuǎn)速可以分檔控制，一般采用6段速度運(yùn)行，從低到高自由切換。
　　c、制動(dòng)方式
　　采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方法。首先，通過變頻器調(diào)速系統(tǒng)的再生制動(dòng)和直流制動(dòng)把運(yùn)動(dòng)中的大車、小車和起重機(jī)的速度迅速而準(zhǔn)確地降到零(使它們停止)；對于起重機(jī)，常常會(huì)有重物在半空中停留一段時(shí)間（如重物在半空中平移），而變頻調(diào)速系統(tǒng)雖然能使重物靜止，但因設(shè)備容易受到外界因素的干擾（如在平移過程中常易出現(xiàn)的瞬間斷電），因此，利用電磁制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)仍然是必須的。
　　2、變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制要點(diǎn)
　　橋式起重機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的控制動(dòng)作包括大車的左、右行走及速度檔位；小車的前、后行走及速度檔位；起重機(jī)的升、降及速度檔位等。所有這些，都可以通過PLC進(jìn)行無觸點(diǎn)控制。
　　橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中需要引起注意的是關(guān)于防止溜鉤的控制。在電磁制動(dòng)器抱住之前和松開之后的瞬間，極易發(fā)生重物由停止?fàn)顟B(tài)下滑的現(xiàn)象，稱為溜鉤。
　　防止溜鉤的控制需要注意的關(guān)鍵問題是：
　　■電磁制動(dòng)器在通電到斷電（或從斷電到通電）之間是需要時(shí)間的，大約0.6秒（視型號(hào)和大小而定）。因此，變頻器如過早地停止輸出，將容易出現(xiàn)溜鉤。
　　■變頻器必須避免在電磁制動(dòng)器抱閘的情況下輸出較高頻率，以免發(fā)生“過流”而跳閘的誤動(dòng)作。
　　為此，具體控制方法如下：
　　a、重物高空停止的控制過程
　　■設(shè)定一個(gè)“停止起始頻率”fBS，當(dāng)變頻器的工作頻率下降到fBS時(shí)，變頻器將輸出一個(gè)“頻率到達(dá)信號(hào)”，發(fā)出制動(dòng)電磁鐵斷電指令；
　　■設(shè)定一個(gè)fBS的維持時(shí)間tBB，tBB長短應(yīng)略大于制動(dòng)電磁鐵從開始釋放到完全抱閘所需要的時(shí)間；
　　■變頻器將工作頻率下降至零。
　b、重物升降的過程
　　■設(shè)定一個(gè)“升降起始頻率”fRD，當(dāng)變頻器的工作頻率上升到fRD時(shí)，將暫停上升。為了確保當(dāng)制動(dòng)電磁鐵松開后，變頻器已經(jīng)能控制住重物的升降而不會(huì)溜鉤，所以，在工作頻率達(dá)到fRD的同時(shí)，變頻器將開始檢測電流，并設(shè)定檢測電流所需要的時(shí)間tRC；
　　■當(dāng)變頻器確認(rèn)已經(jīng)有足夠大的輸出電流時(shí)，將發(fā)出一個(gè)“松開指令”，使制動(dòng)電磁鐵開始通電；
　　■設(shè)定一個(gè)fRD的維持時(shí)間tRD，tRD的長短應(yīng)略大于制動(dòng)電磁鐵從通電