5吨桥式起重机plc及变频器设计(编辑修改稿)

5吨桥式起重机plc及变频器设计(编辑修改稿)内容摘要：

如图所示，此控制面板上的按钮全部为手动控制方式。 第 13 页 共 34 页 其他资源配置 要完成系统的控制功能除了需要 PLC 主机及 扩展模块之外，还需要各种限位开关、接触器和变频器等仪器设备。 以上介绍了桥式起重机的结构，以及 PLC 外围电路连接，这些是桥式起重机控制系统的硬件基础，该部分的设计与控制系统是否能实现其预想的功能有很大关系。 在完成硬件设计的基础上，就可以根据起重机的控制要求，进行软件设计。 软件设计采用自上而下的设计方法，需要先设计出控制系统的功能流程图，然后根据具体的控制要求，逐步细化控制框图，最后完成每个功能模块的设计，然后进行编译、调试、修改过程。 小 小 第 14 页 共 34 页 总体流程设计 根据系统的控制要求，控制过程全部在人工控制下运行， 每个设备可单独运行，也可同时运行，以测试设备的性能，桥式起重机控制系统流程图如图 8 所示。 可以通过按钮对打车、小车和起重机进行启停控制，并且可以通过按钮增大或减小变频器的频率来改变其速度，以检测调速性能。 大车控制系统 人工操作大车的运行、停止、加速及减速，按下启动按钮后，系统开始上电工作，其工作过程主要包括以下几个方面。 （ 1）通过按钮控制大车的运行。 （ 2）通过按钮控制大车的停止。 （ 3）通过按钮控制大车的加速。 （ 4）通过按钮控制大 车的减速。 （ 5）前进限位开关防止大车向前运行超出范围。 （ 6）后退限位开关防止大车向后运行超出范围。 以上工作过程并不是顺序控制方式，而是按照 PLC 检测到按钮状态进行启动，大车控制系统流程图如图 9 所示。 运行启动 大车运行 起重机运行 小车运行 图 8 控制系统流程图 第 15 页 共 34 页 小车控制系统 人工操作小车的运行、停止、加速及减速，按下启动按钮后，系统开始上电工作，其工作过程主要包括以下几个方面。 （ 1）通过按钮控制小车的运行。 （ 2）通过按钮控制小车的停止。 （ 3）通过按钮控制小车的加速。 Y N Y Y N N N Y N Y Y 停止运行 增加变频器的输出频率 停止大车运行 加速。 前进。 后退。 停止。 接通正向接触器 到达正向限位开关。 接通反向接触器 到达反向限位开关。 停止大车运行 大车控制子程序 减小变频器的输出频率 图 9 大车控制系统流程图 N 第 16 页 共 34 页 （ 4）通过按钮控制小车 的减速。 （ 5）左移限位开关防止小车向左运行超出范围。 （ 6）右移限位开关防止小车向右运行超出范围。 以上工作过程并不是顺序控制方式，而是按照 PLC 检测到按钮状态进行启动，小车控制系统流程图如图所示。 升降机控制系统 人工操作升降机的运行、停止、加速及减速，按下启动按钮后，系统开始上电工作，其工作过程主要包括以下几个方面。 （ 1）通过按钮控制升降机的运行。 （ 2）通过按钮控制升降机的停止。 （ 3）通过按钮控制升降机的加速。 （ 4）通过按钮 控制升降机的减速。 Y N Y Y N N N Y N Y Y 停止运行 增加变频器的输出频率 停止小车运行 加速。 左移。 右移。 停止。 接通正向接触器 到达左侧限位开关。 接通反向接触器 到达右侧限位开关。 停止小车运行 小车控制子程序 减小变频器的输 出频率 图 10 小车控制系统流程图 N 第 17 页 共 34 页 （ 5）上升限位开关防止升降机向上运行超出范围。 （ 6）下降限位开关防止升降机向下运行超出范围。 以上工作过程并不是顺序控制方式，而是按照 PLC检测到按钮状态进行启动，起重机控制流程图如图所 11 示。 . 4 升降机悬停控制系统 人工操作升降机在空中停止，按下启动按钮后，系统开始上电工作，其工作过程主要包括以下几个方面。 （ 1）重物停止时，变频器频率逐渐降低，下降至某设定值后，停止下降，启动定时器。 （ 2）定时到，启动电磁制动器。 （ 3）电磁制动器启动后，变频器频率降低至 0Hz。 （ 4）重物启动时，变频器频率逐渐升高，上升至某设定值后，停止上升，启动定时器。 Y N Y Y N N N Y N Y Y 停止升降机运行子程序 增加变频器的输出频率 停止升降机运行子程序 加速。 下降。 上升。 停止。 接通正向接触器 到达下位限位开关。 接通反向接触器 到达上位限位开关。 停止升降机运行子程序 升降机控制子程序 减小变频器的输出频率 图 11 起重机控制系统流程图 N 第 18 页 共 34 页 （ 5）定时到，停止电磁制动器。 （ 6）电磁制动器停止后，变频器频率逐渐上升，重物在空中启动。 以上工作过程根据重物所处的位置，并按照 PLC 读取的变频器参数进行控制，升降机悬停控制流程图如图 12 所示。 各个模块梯形图设计 在设计程序过程中，会使用到许多寄存器、中间继电器、定时器等软元件，为了便于编程及修改，在程序编 写前应先列出可能用到的软元件，如表 4 所示。 Y Y N Y N Y Y N N N Y N Y Y 重物停止 电磁 制动器停止 电磁制动器启动 延时到。 变频器频率逐渐下降 变频器频率逐渐上升 重物启动 到达设定值。 频率停止下降 1s 启动 到达设定值。 延时到。 频率停止上升 1s 启动 升降机控制子程序 变频器频率降低到 0，重物在空中停止 图 12 升降机悬停控制系统流程图 变频器频率上升到设定值，重物在空中启动 保持原有状态 第 19 页 共 34 页 表 4 元件设置 元件 意 义 内 容 备注 起重机停止标志 ON 有效 起重机启动标志 ON 有效 起重机电磁制动器启动标志 ON 有效 大车电动机正传标志 ON 有效 大车电动机反转标志 ON 有效 大车停止标志 ON 有效 小车电动机正转标志 ON 有效 小车电动机反转标志 ON 有效 小车停止标志 ON 有效 升降机上升标志 ON 有效 升降机下降标志 ON 有效 升降机停止标志 ON 有效 达到升降机下限额频率标志 ON 有效 电磁制动器启动标志 ON 有效 送 0 Hz 到升降机变频器标志 ON 有效 到升降机上限频率标志 ON 有效 送上限频率标志 ON 有效 断开电磁制动器标志 ON 有效 电磁制动器运行标志 ON 有效 USS_INIT 指令完成标志 ON 有效 确认大车变频器的响应标志 ON 有效 指示大车变频器的运行状态标志 On 为运行。 off 为停止 指示大车变频器的运行方向标志 on 为逆时针。 off 为顺时针 指示大车变频器上的禁止位状态标志 On 为被禁止。 off 为不禁止 指示大车变频器故障位状态标志 On 为故障。 off 为无故障 USS_INIT 指令完成标志 ON 有效 确认小车变频器的响应标志 ON 有效 指示小车变频器的运行状态标志 On 为运行。 off 为停止 指示小车变频器的运行方向 标志 On 为逆时针。 off 为顺时针 指示小车变频器上的禁止位状态标志 On 为被禁止。 off 为不禁止 指示小车变频器故障位状态标志 On 为故障。 off 为无故障 USS_INIT 指令完成标志 ON 有效 确认升降机变频器的响应标志 ON 有效 指示升降机变频器的运行状态标志 On 为运行。 off 为停止 指示升降机变频器的运行方向标志 On 为逆时针。 off 为顺时针 指示升降机变频器上的禁止位状态 On 为被禁止。 off 为不禁止 指示升降变频器故障位状态标志 On 为故障。 off 为无故障 T37 频率降低定时器 T38 频率升高定时器 VD10 下降频率阈值寄存器 VD20 上升频率阈值寄存器 第 20 页 共 34 页 VD30 大车频率寄存器 VD40 小车频率寄存器 VD50 升降机频率寄存器 VD60 升降机频率反馈值寄存器 VB400 USS_INIT 指令执行结果 VB402 USS_CTRL 错误状态字节 VW404 大车变频器返回的状态字原始值 VD406 大车全速度百分值的变频速度 200%～ 200% VB500 USS_INIT 指令执行结果 VB502 USS_CTRL 错误状态字节 VW504 小车变频器返回的状态字原始值 VD506 小车全速度百分值的变频速度 200%～ 200% VB600 USS_INIT 指令执行结果 VB602 USS_CTRL 错误状态字节 VW604 升降机变频器返回的状态字原始值 VD606 升降机全速度百分值的变频速度 200%～ 200% 大车控制程序 系统上电后 ,通过操作面板上的控制按钮操作大车的运行 ,大车控制梯形图程序如图所示 . 与图所示的梯形图程序所对应的语句表程序如下 : LD。 起重。