PLC在港口門座式起重機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在港口門座式起重機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用解博、于洋、李超（沈陽(yáng)理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，沈陽(yáng)，110159）摘要：由于PLC控制系統(tǒng)可靠，方便等特點(diǎn)，其已在港口門座式起重機(jī)上廣泛使用，目前已取代了早期的繼電器控制回路系統(tǒng)。同時(shí)由于總線系統(tǒng)的發(fā)展，PLC所需采集的各類開關(guān)，傳感器信號(hào)可以通過(guò)遠(yuǎn)程I/O站實(shí)現(xiàn)，大大節(jié)省了電纜布線成本，也節(jié)約了故障查詢時(shí)間。本文主要闡述的就是港口控制系統(tǒng)的中PLC程序的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：PLC;港口起重機(jī)；控制系統(tǒng)；應(yīng)用Abstract:DuetothePLCcontrolsystemisreliable,convenientfeatures,itsportgantrycranewidelyused,hasreplacedtheearlierrelaycontrolcircuitsystemoAtthesametimeduetothedevelopmentofthebussystem,PLCrequiredacquisitionofvarioustypesofswitches,sensorsignalcanbeachievedthroughtheremoteI/Ostation,significantsavingsinthecostofcabling,faultdiagnosisandalsosavestime。ThisarticlefocusesontheportcontrolsystemdesignandapplicationofthePLCprogram。Keywords:PLC;Crane;controlsystem;application1門座式起重機(jī)的簡(jiǎn)介門機(jī)是門座式起重機(jī)的簡(jiǎn)稱，是有軌運(yùn)行的臂架型移動(dòng)式起重機(jī)。在現(xiàn)代海河港口裝卸設(shè)備中占有重要地位，它具有較好的工作性能和獨(dú)特的優(yōu)越結(jié)構(gòu)。我們港口總共有兩種門機(jī)分別是MQ40-43和，下面我們介紹一下本港門機(jī)。首先我們以我港門機(jī)MQ40-43來(lái)做了解認(rèn)識(shí)。門機(jī)分為四大機(jī)構(gòu)包括（起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)），其中前三個(gè)機(jī)構(gòu)為工作機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)為非工作機(jī)構(gòu)。門機(jī)采用轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置。臂架系統(tǒng)、平衡梁系統(tǒng)、人字架、機(jī)器房、司機(jī)室等安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)由滾動(dòng)元件支撐著。2門座式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及PLC控制原理2。1起升機(jī)構(gòu)2。1。1起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理起升機(jī)構(gòu)由兩套獨(dú)立卷?yè)P(yáng)裝置的組成，前后布置在機(jī)器房?jī)?nèi)。兩套卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)既可以單獨(dú)，也可以同時(shí)工作。抓斗作業(yè)時(shí)，前部的卷?yè)P(yáng)裝置鋼絲繩連接四索抓斗的閉合繩，后部則連接支持繩。起升驅(qū)動(dòng)裝置包括變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)、硬齒面減速箱、起升盤式制動(dòng)器及鋼絲繩卷筒等。卷筒是用來(lái)收、放卷繞鋼絲繩的儲(chǔ)繩裝置。同時(shí)它把電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成鋼絲繩的直線運(yùn)動(dòng)，并把動(dòng)力傳遞給鋼絲繩。2。1。2起升機(jī)構(gòu)的PLC的控制原理手柄在零位，相序正常，起升無(wú)故障，風(fēng)速儀風(fēng)速（風(fēng)速達(dá)到18m/s時(shí)間斷音響報(bào)警；風(fēng)速達(dá)到20m/s時(shí)長(zhǎng)音報(bào)警，并輸出繼電器觸點(diǎn)斷電信號(hào)）在正常范圍內(nèi)，超負(fù)荷（95%額定起重量時(shí)有燈光顯示和聲音報(bào)警，110碗定起重量時(shí)，輸出繼電器觸點(diǎn)延時(shí)斷電信號(hào))正常，不作行走運(yùn)行，起升無(wú)故障時(shí)，機(jī)構(gòu)允許升降。2。2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及PLC的控制原理2。2。1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由兩套驅(qū)動(dòng)裝置和外齒式三排滾柱軸承組成。兩套旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置分別布置在機(jī)房前部,每套驅(qū)動(dòng)裝置均由立式電機(jī)、制動(dòng)器及二級(jí)立式行星減速器組成。行星減速器的低速軸端小齒輪與固定在門架的大齒圈相嚙合，驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)減速器為立式行星減速器，型號(hào)為P2HF042這種減速器能獲得較大的傳動(dòng)比，滿足旋轉(zhuǎn)低速的要求。行星減速器的低速軸端小齒輪與固定在門架的大齒圈相嚙合，驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2。2。2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的PLC控制PLC控制原理：回轉(zhuǎn)主令置零位，風(fēng)速儀正常，相序正常，回轉(zhuǎn)無(wú)故障，回轉(zhuǎn)手剎打開，不作行走運(yùn)行，零位合上且自鎖，主令置左旋檔，回轉(zhuǎn)腳踏處于正常位置，左旋允許。主令置右旋檔，回轉(zhuǎn)腳踏處于正常位置，右旋允許。3PLC在門座起重機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例3。1門機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求(1)回轉(zhuǎn)支承采用大型三排珠滾動(dòng)軸承，為適應(yīng)海港作業(yè)，避免潮氣和污物入侵，軸承密封良好，使用壽命與門機(jī)壽命相當(dāng)。(2)回轉(zhuǎn)大軸承座圈上與轉(zhuǎn)盤聯(lián)接，下與圓筒聯(lián)接并要求有足夠的過(guò)渡圓角。上下與之聯(lián)接的平面均要進(jìn)行機(jī)加工，并用熱處理的方法消除應(yīng)力，處理后應(yīng)進(jìn)行精加工，表面平直，無(wú)翹曲，不得有透光現(xiàn)象，并有足夠的剛度。(3)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)立式變頻電動(dòng)機(jī)、行星減速箱，外嚙合開式齒輪副及回轉(zhuǎn)支承等組成，實(shí)現(xiàn)360度全回轉(zhuǎn)。3。2PLC的IO分配表及變頻器的輸入表3。1是PLC系統(tǒng)的IO分配表PLC輸入元件名稱IO分配元件名稱IO分配手輪限位110。0電機(jī)過(guò)載檢測(cè)器10。1超載10。2電機(jī)過(guò)熱I0o3制動(dòng)器未打開10。4高風(fēng)速I0o5SB1啟動(dòng)10。6SB2停止I0o7輸出KM5起停Q0。4KM6正反轉(zhuǎn)Q0o5KM1一檔Q0。0KM2二檔Q0o1KM3三檔Q0o2KM4四檔Q0o3表3。1PLC系統(tǒng)的IO分配表表3。2為ABB變頻器輸入的檔位的輸入變頻器輸入啟停I1。0正反轉(zhuǎn)I1。1一檔I1。2二檔I1。3三檔I1。4四檔I1。5表3。2ABB變頻器輸入的檔位輸入以上的IO分配表的各個(gè)輸入量的產(chǎn)生原理：(1)YF6電接風(fēng)速儀產(chǎn)生信號(hào)的條件是在風(fēng)速達(dá)到22m/m的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，而此時(shí)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)會(huì)跳閘。使電機(jī)停止工作。本港口使用的風(fēng)速檢測(cè)儀器的型號(hào)是YF-6式電接風(fēng)速儀。此風(fēng)速儀的選型是使用的是轉(zhuǎn)輪式探頭。(2)超載輸入信號(hào)的工作原理：超載限制器，使用的是壓電式壓力傳感器與PCI1002-CHR起重機(jī)功能超載限制器連接，由超載限制器發(fā)出PLC的輸入信號(hào)。本港口的門機(jī)的額定起重量是40T,當(dāng)實(shí)際所吊物體的重量超過(guò)額定起重量的百分是十的時(shí)候，超載限制器發(fā)出一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)作為PLC的一個(gè)輸入信號(hào)。(3)電機(jī)1、2過(guò)載檢測(cè)器，使用的是熱敏電阻溫度繼電器。他的工作原理是直接埋入電動(dòng)機(jī)繞組中，一旦超過(guò)規(guī)定溫度，其電阻值急劇增大10—1000倍。使用時(shí)，配以電子電路檢測(cè)，然后使繼電器動(dòng)作。3。3控制系統(tǒng)的流程圖下面的流程圖，我們可以知道在門機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)的的工作過(guò)程中，PLC起到的只是連接作用，前面連接控制手柄，后面發(fā)出信號(hào)控制控制變頻器，變頻器根據(jù)反饋信號(hào)繼續(xù)對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)門機(jī)回轉(zhuǎn)中的各個(gè)速度的控制。圖3。1整個(gè)控制系統(tǒng)的基本過(guò)程3。4各個(gè)元器件的選型旋轉(zhuǎn)電機(jī)選型：此門機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)為變頻調(diào)速三相異步電機(jī)，所用的電壓是380V工頻電壓，變頻范圍是1-100hz,由于工作的特點(diǎn)需