摘要：起重机是进行机械生产时一种非常常用的起重机械，对于生产过程有着非常重要的作用，所以提高起重机的运行效率，确保其运作安全和降低生产成本是非常重要的。本文对目前起重机中存在的位移监测、数据通讯、自动控制等问题进行了分析，并提出了旋转编码器的位移检测，西门子PLCS7300和MM440 变频器控制的起重系统，通过将PROFBUS-DP与西门子PLCS7300相连来实现数据通信和全自动控制，提高工作效率。
关键词：可编程控制器 自动控制 系统设计
引言：起重机的种类多种多样，常见的为桥式、门式和梁式等，其中又以桥式起重机的使用最为广泛。传统的起重机一般都是采用重用绕线式交流异步电动机拖动，升降机构和运行机构上的电机采用转子串电阻调速的方式，这种方式操作复杂，可靠性不强，并且电量浪费大。本文本要讨论基于可编程控制器和变频器和变频器的起重机控制系统进行改进，对起重机的位移监测和数据通信进行了分析研究。
一丶传统起重机的作业状况
起重机主要起桥形主梁的金属结构出现在生产车间或是露天料场等地，并且沿着起固定的轨道运行，使取物装置悬挂在小车上，使取物装置的重物实现垂直升降以及水平运动，完成特殊工艺的起重机被称为天车或是行车。到目前为止，起重机的操作模式基本都是手动操作，在进行作业时需要操作人员手动操作起重机先横向运行到指定的区域后再操作其中小车纵向运行到目标位置上方，并放下吊钩。这时需要操作人员通过自身观察吊钩的下方情况在进行取物，整个过程都是操作人员全手动操作，自动化程度很低 ，并且容易操作失误导致意外事故的发生，工作效率和安全都无法得到有效保证。具体情况为下图：
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二丶控制原理
该自动控制系统的涉及原理是解决目前起重机工作效率低、自动化程度不高的问题，同时使人员的配置得到优化，企业的成本得到有效降低。为了实现该目的，就必须要采用先进的仪器来解决起重机中存在的位移监测问题、数据通讯问题和自动控制问题，如刻度标尺、西门子S7-300可编程控制器、西门子SCANLANCE等。并构成起重机的自动控制系统。刻度分析仪能够将检测到的位移信息发型给可编程控制器，再通过无线通信的形式发送给地面控制中心，上位机将位移信息组成信息数据库，并作出相应的生产计划，党起重机要进行作业操作时，中控PLC通过无线通信的方式给机车PLC发送一个目标的位置，在全联机自动运行的模式下，按下开关，起重机就会自动进行取物操作，操作过程不需要人员干涉，从而实现起重机的自动控制。
（一）起重机的位移监测
就目前而言，大多数的位移检测都是光电编码器装置，行走限位开关等，但是这些方式在进行位移检测是都存在了一定的缺陷，光电编码器在车轮打滑时会出现误差，而行走限位开关由于是点定位，在进行连续性的位移检测时存在着检测盲区，因此本文采用的是刻度标尺精准定位系统。刻度标尺精准定位系统包括了一台还有刻度生成仪的地面电器柜、刻度标尺和游标指针等，刻度标尺由PVC合成材料和芯线构成，安装在移动机车运行轨道的单侧边，而游尺指针安装在机车上，其主要作用是识别机车的实时位置，其指针指向度即是当前的位置值。在起重机的x、y轴上分别装上一条刻度标尺，并且在起重机的衡量上装上一个车载电气柜，并在地面装一个地面电器柜，方便横向和纵向的位移监测。
（二）起重机的数据通信
该系统采用无线通信方式将起重机的位移信息实时的传输至控制室，并将数据进行集中管理，并且控制室对起重机下达的操作指令也是通过无线通信的方式发送到机车PLC，其采用的无线通讯设备是西门子SCANLANCE无线通信设备，该设备具有良好的通讯能力，客户板块为SCANLANCE W744-1PRO，接入点模块为SCANLANCE W788-1PRO。在起重机中加入无线客户端模块，在控制室中加入接入点模块可以实现天车作业区域的无线网络覆盖。
（三）起重机的自动控制
该系统采用PLC为系统的核心控制模板，选用西门子S7-300PLC，与位移检测装置通过RS-485的借口相连，一自由口的通讯方式读取位置检测装置的位置信息。无线客户端SCANLANCE W744-1PRO是网口接入的模式，所以PLCS7-200在与无线客户端进行链接时需要是僧伽以太网通讯模板EM243-1 ，以此来建立天车的无线网络。天车的运动轨迹由西门子PLCS7-200变频器。控制室采用PLCS7-200CPU226为核心控制模板，与中控室的上位机通讯接口相连，因此PLCS7-200与无线客户端链接时也需要增加以太通讯模块，以此建立控制室的无线网络覆盖。
（四）上位机
该系统的上机位即控制室，能够直接对起重机的运行进行操控。其主要作用是对起重机的运行状态进行监控以及对生产计划进行编排，并将生产计划通过无线通信发送给中控PLC保存。
结束语：通过实际的应用研究，该系统能够很好的实现起重机的位移监测和数据通讯以及自动控制问题，在起重机状态良好的情况下，启用联机自动运行模式，只要能够满足起始条件，只要按下开关键就能按照设定的操作流程进行自动化运行，无语人员的干涉，控制室的人员只需要起到监控作用，党机械故障发生时，按下停止按钮后，系统将自动解除自动化操作，该系统使起动机的自动化程度大大加强，由于其采用了连锁控制，其安全性能也得到了有效的提升，有效的节约了其作业成本，使起重机的工作效率和人员安全都得到了有效的保障。
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