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1、基于PLC港口橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的研究 摘要】本文以港口的橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，使用可編程序控制器〔PLC〕橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)?？刂齐娐分袑?shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)的各種功能由PLC來實(shí)現(xiàn)。最后對(duì)可編程控制器進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，編制出平安可靠高效的控制程序。【關(guān)鍵詞】橋式起重機(jī);PLC;電氣控制中圖分類號(hào)：TH215文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2457〔2021〕28-0091-002DOI：10.19694/j ki.issn2095-2457.2021.28.037【Abstract】Theportbridgecraneelectricalcontrolsystemisusedas

2、theresearchobjectinthispassage，usingPLCbridgecranetocontroltheimprovementofthesystem.ThevariousfunctionsofbridgecranearerealizedbyPLCinthecontrolcircuit.Atlast，asoftwarewasdesignedtotheprogrammablecontroller，andasafe，reliableandefficientcontrolprogramiscompleted.【Keywords】Bridgecrane;PLC;Electricalc

3、ontrol1橋式起重機(jī)的原理橋式起重機(jī)主要由橋架、大車移動(dòng)機(jī)構(gòu)、小車、提升機(jī)構(gòu)、駕駛室構(gòu)成。運(yùn)行時(shí)，起重機(jī)由大車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)沿車間兩邊軌道做縱向運(yùn)動(dòng);小車及提升機(jī)構(gòu)由小車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)沿橋架主梁上的軌道作橫向運(yùn)動(dòng);提升電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)重物作升降運(yùn)動(dòng)。橋式起重機(jī)的電力拖動(dòng)主要由小車電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，大車電動(dòng)機(jī)一、兩臺(tái)，提升電動(dòng)機(jī)一兩臺(tái)構(gòu)成。大小車主要是控制重物的左右平移機(jī)空鉤，提升機(jī)構(gòu)只要是降升重物機(jī)空鉤。它們的工作順序如圖。當(dāng)起重電動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，大車、小車移行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)其負(fù)載為對(duì)抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載Tf，電動(dòng)機(jī)工作在正向電動(dòng)與反向電動(dòng)狀態(tài)。提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)其負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載Tw與對(duì)抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載Tf綜合

4、。當(dāng)橋式起重機(jī)處于提升負(fù)載時(shí)，T=TL=Tf+Tw正向電動(dòng)狀態(tài)，其中T為電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。當(dāng)下放負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，電機(jī)反轉(zhuǎn)Tf>Tw，負(fù)載很輕，不能依靠自重下降，而電動(dòng)下放，強(qiáng)力下放，此時(shí)T=TL=TfTw，Tf=T+Tw。如果電機(jī)處于發(fā)電反響制動(dòng)狀態(tài)，輕載高速下放，T=TL=Tw-Tf，T+Tf=Tw，此時(shí)Tw為原動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)處于倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)，中載、重載的低速下放，此時(shí)T=TL=Tw-Tf，T+Tf=Tw，Tw為原動(dòng)轉(zhuǎn)矩。2電氣控制的橋式起重機(jī)電氣控制橋式起重機(jī)主要使用凸輪控制器來控制，凸輪控制器是一種大型手動(dòng)控制電器。用以直接操作與控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、啟動(dòng)與停

5、止。凸輪控制器可以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路的電阻器，以實(shí)現(xiàn)限制啟動(dòng)電流、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的作用。扳動(dòng)凸輪控制器手柄，使其處于不同擋，那么短接電阻值不同。調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。凸輪控制器還具有平安保護(hù)作用。如零位保護(hù)作用由控制器的一對(duì)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，這對(duì)觸點(diǎn)只有當(dāng)控制器在零位時(shí)才閉合。它們被串入超重機(jī)啟停控制電路，只有在零位時(shí)才允許啟動(dòng)，并由接觸器自鎖。凸輪控制器有斷電保護(hù)，還有兩對(duì)觸點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)極限位置限位保護(hù)，可分別限制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)超過極限位置，保證起重機(jī)停在平安位置。根據(jù)貨物的大小來選擇不同的控制方式，以下是10噸橋起重機(jī)電氣控制主電路圖2。其中M1為起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，M2為小車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，M3、M4為大車驅(qū)動(dòng)

6、電動(dòng)機(jī)。3PLC控制的橋式起重機(jī)采用電氣控制橋式起重機(jī)，一般都使用繼電器觸點(diǎn)控制方式、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式，電氣元件比較多，電能損失大，調(diào)速范圍有限，而且繼電器和接觸器的觸點(diǎn)容易損壞，可靠性差，容易出故障，維護(hù)起來比較麻煩，影響生產(chǎn)。PLC控制的橋式起重機(jī)電氣系統(tǒng)，主要有配電保護(hù)、主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和PLC控制等。通過主令控制器、按鈕等手動(dòng)控制裝置，把信號(hào)傳遞給PLC的輸入模塊，CPU內(nèi)的程序?qū)@些信號(hào)進(jìn)行處理，再由輸出模塊輸出控制信號(hào)控制中間繼電器、指示燈、報(bào)警器、顯示裝置等。中間繼電器帶動(dòng)大的接觸器，進(jìn)一步控制起重機(jī)各機(jī)構(gòu)電機(jī)的啟動(dòng)、停止

7、和運(yùn)行。各種保護(hù)信號(hào)如限位開關(guān)、過流繼電器、門開關(guān)、超載限制器等也將信號(hào)PLC的輸入模塊，起到平安保護(hù)的作用。PLC控制橋式起重機(jī)時(shí)，在主、副鉤有鋼絲繩提升限位、重錘限位、超重限位保護(hù)，大車、小車有行程開關(guān)保護(hù)，各個(gè)設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作只影響設(shè)備本身的動(dòng)作。吊鉤升降與小車前行和后退、大車左行和右行有操作互鎖。主鉤、副鉤、大車、小車速度由主令開關(guān)檔位切換，可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)切換。以下圖時(shí)PLC控制橋式起重機(jī)簡易的外圍電路圖接線設(shè)計(jì)圖3。PLC輸出與輸入端子地址的分配如表1。當(dāng)按下所要執(zhí)行動(dòng)作開關(guān)，包括升降、進(jìn)退和橫向運(yùn)行，再從低速或高速選擇中選擇所需的速度檔，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，橋式起重機(jī)開始執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作

8、;為了保證起重機(jī)的工作平安，如果起重機(jī)運(yùn)行過程中到達(dá)限位點(diǎn)，起重機(jī)就會(huì)觸動(dòng)限位保護(hù)開關(guān)，那么起重時(shí)機(jī)自動(dòng)停止正在執(zhí)行的操作，而且此時(shí)起重機(jī)只能運(yùn)行除此之外的其他操作;當(dāng)需要停止起重機(jī)運(yùn)行或者起重機(jī)遇到緊急危險(xiǎn)情況時(shí)，操作人員按下停止按鈕時(shí)，所有的運(yùn)行機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，相應(yīng)的保護(hù)裝置會(huì)執(zhí)行平安保護(hù)功能。4結(jié)語通過PLC控制來橋式起重機(jī)簡化了控制線路，組裝、編程簡單，調(diào)試直觀，平安性能高，使用PLC更易于排除故障，大大提高工作效率。目前各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備使用了PLC進(jìn)行控制?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】張萬忠.可編程控制器入門與應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2021.【2】張運(yùn)波.工廠電氣控制技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2021.【3】徐田龍.橋式起重機(jī)的電氣改造方式分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2021〔09〕：23-24.【4】朱學(xué)軍.PLC在起重機(jī)并車控的應(yīng)用[J].機(jī)床電器，2021〔1〕：27-29.