PLC技術(shù)在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用初探

蔣開 王一春

摘 要：隨著科技水平的不斷提升，PLC技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，并且在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的改造優(yōu)化中發(fā)揮了巨大的作用。本文先簡(jiǎn)要分析了橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，隨后對(duì)PLC技術(shù)在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)處理模塊中的運(yùn)用進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);橋式起重機(jī);控制系統(tǒng);運(yùn)行機(jī)構(gòu)

前言：PLC是指可編程邏輯控制器，通過(guò)內(nèi)部存儲(chǔ)的各種操作指令來(lái)控制機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)和運(yùn)行。橋式起重機(jī)常作業(yè)于較差的工作環(huán)境，在搬運(yùn)重物中頻繁制動(dòng)、變速等，對(duì)其承載力和調(diào)速要求極高。而PLC技術(shù)的運(yùn)用便對(duì)橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的加強(qiáng)起到了巨大的作用。

一、橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

橋式起重機(jī)的運(yùn)行形式分別為大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制前后運(yùn)動(dòng)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制左右運(yùn)動(dòng)，起升機(jī)構(gòu)則控制升降運(yùn)動(dòng)，若要驅(qū)動(dòng)橋式起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，可通過(guò)分別驅(qū)動(dòng)、合力驅(qū)動(dòng)等方式[1]。而大、小車驅(qū)動(dòng)運(yùn)行時(shí)的慣性很大，因而為確保起重機(jī)正常、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，還需要加強(qiáng)其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

在橋式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)中，PLC技術(shù)主用于電氣控制系統(tǒng)中，經(jīng)改造后，主要結(jié)構(gòu)有上位機(jī)、下位機(jī)和變頻調(diào)速控制三個(gè)模塊，可在高效地變頻調(diào)速下提高運(yùn)行效率。為防止運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)電網(wǎng)被諧波污染的現(xiàn)象，則需對(duì)每個(gè)變頻器配備電抗器，以便更好地控制電流峰值。橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)主副機(jī)構(gòu)的發(fā)電機(jī)都各需安裝一個(gè)額定電流的變頻器，選用依據(jù)是固定電流、電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率是否符合需要。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)開始運(yùn)行后，PLC便會(huì)自動(dòng)接收和處理編碼器信息，避免了吊鉤下滑的狀況發(fā)生。此外，由于橋式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)使用不多，在調(diào)控運(yùn)行速度時(shí)，一般依據(jù)定額功率來(lái)選擇更適合的變頻器。

二、PLC技術(shù)技術(shù)在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

（一）PLC技術(shù)改造優(yōu)化按鈕模塊

橋式起重機(jī)的按鈕主要有上下、左右、前后以及緊急停止按鈕，而按鈕模塊的控制成效會(huì)直接影響起重機(jī)整體管控機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率和結(jié)果。以往的按鈕模塊中，當(dāng)起重機(jī)結(jié)束作業(yè)并還處于通電狀態(tài)下時(shí)，需立即按下緊急停止按鈕，否則將會(huì)容易引發(fā)安全事故。運(yùn)用PLC技術(shù)對(duì)橋式起重機(jī)按鈕模塊進(jìn)行優(yōu)化改造后，改變了以往安全系數(shù)低的操作方式，可以更加系統(tǒng)化控制按鈕模塊、發(fā)電機(jī)乃至整體系統(tǒng)。PLC利用自身存儲(chǔ)的電磁閥和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式與實(shí)操框架的指令信息及時(shí)對(duì)其進(jìn)行全面分析和管控，當(dāng)其發(fā)出操作指令后，按鈕模塊便會(huì)自動(dòng)選擇啟動(dòng)和停止操作，有利于省電、保護(hù)機(jī)械降低損耗以及避免發(fā)生安全事故，進(jìn)一步提高了橋式起重機(jī)整體系統(tǒng)的運(yùn)行效率和參數(shù)控制效果。

（二）PLC技術(shù)改造優(yōu)化通訊模塊

當(dāng)重物形體過(guò)長(zhǎng)、起重量過(guò)大等情況下，一臺(tái)橋式起重機(jī)根本無(wú)法滿足起重需求，此時(shí)便要再加一臺(tái)橋式起重機(jī)才能完成起重工作。若要進(jìn)行并車抬吊，兩臺(tái)機(jī)械必須高度同步作業(yè)，反之，則可獨(dú)立作業(yè)。而這便需要橋式起重機(jī)通訊模塊具備良好性能，進(jìn)而確保順利起重。PLC便可利用其數(shù)據(jù)通訊技術(shù)對(duì)橋式起重機(jī)的通訊模塊進(jìn)行改造和優(yōu)化。硬件系統(tǒng)中，PLC與上位機(jī)結(jié)構(gòu)相連，且受上位機(jī)的管控;軟件系統(tǒng)中，PLC和上位機(jī)會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)變量交換，便實(shí)現(xiàn)了通訊。在這過(guò)程中，PLC技術(shù)是對(duì)變頻器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行集中控制，而后便將接收到的有效指令或按鈕模塊傳遞的操作信號(hào)集中在CPU中進(jìn)行計(jì)算與處理，再通過(guò)其通訊模塊將處理結(jié)果安全傳送給變頻器等運(yùn)行機(jī)構(gòu)，促使橋式起重機(jī)順利完成起重操作[2]。此外，改造后的通訊模塊還可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。

（三）PLC技術(shù)改造優(yōu)化故障報(bào)警模塊

橋式起重機(jī)在運(yùn)行操作中常會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，若要及時(shí)接收故障訊號(hào)，就需要其控制系統(tǒng)中的故障報(bào)警模塊馬上產(chǎn)生作用，以便及時(shí)分析并找出產(chǎn)生故障原因和解決辦法。而PLC技術(shù)在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，也優(yōu)化了其故障報(bào)警模塊，可以利用它對(duì)傳感器的運(yùn)行模型和發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。同時(shí)，PLC技術(shù)與故障報(bào)警模塊的動(dòng)態(tài)畫面技術(shù)結(jié)合后，無(wú)需進(jìn)程編程操作便可將變頻器的運(yùn)行狀況以動(dòng)態(tài)畫面的形式顯示出來(lái)。當(dāng)變頻器超重或發(fā)生故障時(shí)，PLC便會(huì)發(fā)出停止操作的指令，這時(shí)控制系統(tǒng)的故障報(bào)警模塊便會(huì)開啟蜂鳴器傳遞報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員立即采取手段處理。

（四）PLC技術(shù)改造優(yōu)化PID控制模塊

要想提高橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果，還要對(duì)其PID控制模塊進(jìn)行改造。因此，要運(yùn)用PLC技術(shù)對(duì)整體控制系統(tǒng)運(yùn)行模型的集中處理，并分析橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度。在運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)，利用旋轉(zhuǎn)式編碼器來(lái)自動(dòng)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度，將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，并傳遞給變頻器。而后，將運(yùn)行速度與預(yù)設(shè)速度進(jìn)行對(duì)比，運(yùn)用PID控制算法來(lái)進(jìn)行計(jì)算，并借助PLC閉環(huán)控制和數(shù)字量控制功能強(qiáng)化PID控制效率，以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行高度的控制，便于三個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)根據(jù)操作指令和需要開啟低速、高速或正常運(yùn)行操作，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率和水平。

（五）PLC技術(shù)運(yùn)用前期準(zhǔn)備工作

橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試質(zhì)量非常重要，因此，為確保PLC技術(shù)順利投入使用，首先要做好連接、檢查和調(diào)試環(huán)節(jié)的工作，檢查電路線路以及各設(shè)備間連接的完好性，確認(rèn)都連接正常后，可通電調(diào)試每臺(tái)設(shè)備。其次，根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)需求以及PLC電器原理圖來(lái)編寫程序，如禁止大車西行、所有小車減速運(yùn)行、禁止運(yùn)行等，再將這些編程錄入PLC儲(chǔ)存系統(tǒng)中。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)置變頻器參數(shù)。最后，對(duì)PLC編程、變頻器以及控制系統(tǒng)實(shí)施模擬運(yùn)行調(diào)試，以確保其功能和運(yùn)行效果滿足要求。

三、總結(jié)

PLC技術(shù)具有開環(huán)和數(shù)字量控制、模擬量閉環(huán)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控等用途，對(duì)橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改良有極大優(yōu)勢(shì)。因此，為充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用過(guò)程中，操作人員要具備高水平的操作技能，及時(shí)有效地檢測(cè)和調(diào)試運(yùn)行情況，提高設(shè)備的運(yùn)行安穩(wěn)性，以滿足設(shè)備改良更新的需求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]曾潔瓊，鐘催林.PLC技術(shù)在橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].信息系統(tǒng)工程，2018（08）：31-32.