在讨论PLC与变频器在交流桥式起重机电气系统改造中的应用之前，首先要了解桥式起重机的电气控制原理及其所面临的挑战。桥式起重机通常用于工业生产环境，如机械加工、铸造、热处理等，它们往往处于多粉尘、高温、严寒、震动和多腐蚀的环境中。这些环境因素严重影响起重机的正常运行，增加了设备的故障率和维护成本，降低了工作效率。
为了提高桥式起重机的性能和可靠性，减少故障率，需要对起重机进行电气系统改造。传统上，桥式起重机采用绕线式异步电动机和调速电阻进行调速，这种方式具有控制复杂、故障率高的缺点。随着电子技术的进步，PLC（可编程逻辑控制器）和变频器的使用为解决这一问题提供了新的解决方案。
PLC是一种采用数字计算技术的电子设备，用于自动化控制，它能够根据用户设定的程序来执行一系列操作。它能够处理输入的数字或模拟信号，并能够根据逻辑来控制各种类型的机械或生产过程。在桥式起重机的改造中，PLC通过输入输出模块接收各类传感器信号，控制起重机的启动、制动、升降、调速等动作。由于PLC具有编程灵活、可靠性高、易于维护和扩展等特点，使得电气控制系统更加简化和高效。
变频器则是一种电源频率变换器，它能够将固定频率的电源变换为可变频率的电源，以达到调整电动机转速的目的。变频器的使用可以显著降低电动机启动时的电流冲击，减少维护成本，并能够提供更加平滑的电动机速度控制。在桥式起重机的改造中，变频器替代了传统调速电阻，使得调速过程更为可靠和精确。
在具体的应用改造方案中，首先需要对现有的桥式起重机电气控制系统进行详细的分析，确定需要改进的地方。例如，绕线式异步电动机由于工作环境的恶劣，容易导致滑环磨损、接触电阻增大、碳刷损坏等问题。调速电阻也因高温和震动导致断裂或接触不良。这些因素都会造成频繁的故障，影响起重机的正常运行。因此，改造的关键在于通过使用变频器来替代绕线式异步电动机和调速电阻，以及通过PLC来简化和优化整个控制过程。
在选择PLC和变频器时，需要考虑桥式起重机的具体工作要求和环境。例如，选择PLC时，需要根据起重机的控制要求来确定所需的输入输出点数，以及是否需要模拟量控制。在桥式起重机案例中，由于控制量为开关量控制，没有模拟量输入，因此选用的是三菱FX2N-64MR，其面板上有32个输入点和32个输出点，对于不足的部分，通过扩展模块进行补充。选择变频器时，则要考虑到电动机的功率、负载特性以及调速需求，根据主钩电动机和付钩电动机的恒转矩负载特性，选择普通功能型变频器，以满足调速需求。
在改造后的电气系统中，PLC通过接收来自各种传感器的信号，控制变频器输出频率，进而控制电动机的转速和方向。通过编程实现各种控制逻辑，例如安全保护、故障检测与报警等，确保起重机的稳定、安全和高效的运行。
PLC与变频器在交流桥式起重机电气系统改造中的应用，不仅能有效降低设备的复杂程度，减少故障率，提高工作效率，还可以提高系统的可靠性，使桥式起重机的运行更加稳定和安全。随着PLC和变频器技术的进一步发展，它们将在更多的工业设备和系统改造中发挥更加重要的作用。
