基于PLC控制的橋式起重機電氣設計分析獲獎科研報告【摘

要】橋式起重機傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)接線復雜，運行中經(jīng)常出現(xiàn)故障，控制效果較弱，維護維修困難。本文以PLC控制系統(tǒng)為例進行分析，該系統(tǒng)提供AC800M控制器硬件配置信息，將其應用到橋式起重機控制中，具有控制線路簡單、控制系統(tǒng)安全智能等特點，可以有效提高生產(chǎn)效率，促進相關產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

【關鍵詞】PLC控制;橋式起重機;電氣設計

引言

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高和科學技術的不斷發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)應運而生，具有靈敏性、安全性、簡單性等特征，在提高電氣自動化設備控制效果、運行性能和調試效率等方面體現(xiàn)出非常重要的應用價值。因此，如何科學應用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電氣設備的智能化、自動化發(fā)展是相關領域技術人員必須思考和解決的問題。

1PLC技術概述

PLC技術主要指的是可以展開編輯的控制器，通過將該技術應用于電氣工程自動化控制中能夠對工作中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)展開全面計算，也能夠自動對計算結果展開分析，并且利用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行存儲。對于PLC技術來說，該技術包括了數(shù)據(jù)輸入、輸出以及存儲裝置。在一般情況下，工作人員可以根據(jù)工作需求對系統(tǒng)進行全面設置，并且根據(jù)工作項目的不同需求，對工作環(huán)節(jié)進行減少或增加，在工作需要的前提之下也可以連接額外的設備。PLC技術本身就具備相對較強的性能，在使用過程中便捷且不容易被干擾，后期的維護也相對簡單，其優(yōu)點在自動化控制工程方面起到了非常大的作用。電氣系統(tǒng)如果采用PLC控制方式，就會減少部分人工環(huán)節(jié)，相當于只要是通過內部線路將它與相應的軟件進行關聯(lián)，就能夠確保電氣控制系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定，降低相應的風險。

2關于橋式起重機

橋式起重機由電動機驅動車沿軌道縱向前后運動，另一車及提升機構由電動機驅動，沿橋架軌道控制設備左右運動。若升降重物，則由起重電機驅動垂直運動，實現(xiàn)重物多角度、多方面運動。而PLC橋式起重機的電氣系統(tǒng)由配電保護板塊、主副起升機板塊、PLC控制模塊等構成，各個模塊由PLC控制器、變頻器、糾偏設置、安全保護構成。ABB品牌的PLC控制器由AC800M控制器、機柜、CB（ControlBuilder）編程工具、I/O中心、CEX-bus通信線、CPU、DIN軌道等內容構成。

3PLC的特點

簡單高效是PLC技術的一大優(yōu)勢，PLC的安裝對環(huán)境要求不高，在連接時把接口端和執(zhí)行檢測相關設備進行正確連接就可實現(xiàn)PLC的正常工作。工作人員可以對控制系統(tǒng)中的模塊進行靈活改變，擁有更快的運行速度和更高的可靠性。同時PLC技術的實用性很強，能夠適用與各種場合，而且編程簡單，即使編程人員不具備專業(yè)的編程知識頁而已很快上手使用。PLC在系統(tǒng)設計上一般采用的是集成化程度很高的微型計算機，使PLC技術在使用時更加方便靈活，用于復雜的自動化控制系統(tǒng)，比如工業(yè)生產(chǎn)控制、過程檢測、電氣自動化控制系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)等。除以上兩個優(yōu)勢外，PLC技術的抗干擾能力極強，這一優(yōu)點也使得PLC技術能夠被廣泛應用于各行業(yè)中。該技術應用屏蔽方式提高抗干擾能力，其控制電源是電網(wǎng)提供，但是電網(wǎng)提高電源的方式很容易受到機器故障、電網(wǎng)短路、設備的啟動和停止等干擾，對PLC供電產(chǎn)生影響，會造成PLC程序錯誤，使自動化控制設備失控。在對PLC進行處理時，一方面會提高安全性，另一方面是減小電磁干擾。

4PLC橋式起重機電氣控制系統(tǒng)理論設計

4.1變頻器設計

橋式起重機設計選擇AC800M控制器，而其變頻器優(yōu)勢突出：（1）軟件性能好，控制程序對變量負載的速度、轉矩、電氣制動控制效果突出。（2）安全性能突出，保護功能齊全，過流、過載、過壓都有報警和保護功能。（3）具有限流功能，系統(tǒng)啟動對電網(wǎng)影響小，不會影響電網(wǎng)其他設備穩(wěn)定運行。（4）具有零速轉矩功能，吊鉤從運行到降為零速，系統(tǒng)先產(chǎn)生一定轉矩，指導電磁制動器抱住電動機軸，避免溜鉤。

4.2順序控制

電氣自動化設備主要采用順序控制的模式與其他系統(tǒng)進行輔助工作，而PLC控制系統(tǒng)的應用可以實現(xiàn)對順序控制模式的直接控制。目前，大量企業(yè)對資源利用率的提高給予了充分的關注和重視，因此，如何科學應用新型技術，避免企業(yè)在經(jīng)營和管理過程中出現(xiàn)不必要的資源浪費，提高資源的利用率是相關人員必須思考和解決的問題。PLC控制系統(tǒng)通過應用順序控制方式，可以單向控制電氣自動化設備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)流程，不僅可以提高電氣設備的自動化控制效率和效果，還能盡可能縮小資源的使用量，起到節(jié)約資源和保護資源的作用。在具體的工程實踐中，通過應用PLC控制系統(tǒng)的順序控制模式，可以實現(xiàn)對開關量的有效控制，進一步改善和優(yōu)化繼電器相關控制元件，從而使電氣設備的自動化控制具有高度的靈敏性和順序性，避免出現(xiàn)控制效果差和控制順序混亂等問題。

4.3在開關量邏輯控制中的應用

電氣設備運行過程中，其開關之間有著非常復雜的關聯(lián)。電氣自動化設備能否穩(wěn)定運行的關鍵在于能否對邏輯開關進行有效控制。針對這一問題，可充分利用PLC對電氣設備的邏輯開關進行自動化控制，從而保障電氣系統(tǒng)的有運行。PLC技術有著極其強大的抗干擾能力，且安全性、可靠性與其他控制技術相比，有著絕對優(yōu)勢。通過在線路中加裝屏蔽雙絞線與磁環(huán)，能夠有效降低環(huán)境因素對內部電路造成的干擾。在PLC技術的應用過程中，可將指令輸入其可編輯存儲區(qū)，然后通過輸入接口與輸出接口，將指令傳送至運行系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對操作對象的有效控制。通過PLC技術，根據(jù)電氣設備運行時間與開關，對設備邏輯開關進行合理控制，一旦邏輯開關的設置值發(fā)生變化，控制開關就會自動閉合，從而有效保障電氣設備的穩(wěn)定運行。此外，為了提升邏輯開關的控制水平，應根據(jù)設計要求，合理設置控制開關的閉合路徑與實踐，以進一步提升電氣自動化控制的運行水平。

結束語

綜上所述，針對橋式起重機的作業(yè)需求及相關機構參數(shù)，提出以PLC技術對其控制系統(tǒng)設計，并對其硬件系統(tǒng)等進行設計分析。由PLC系統(tǒng)技術支持的橋式起重機，其系統(tǒng)安全性突出，且操作簡便，可大大提高橋式起重機的控制性能，提高起重機工作效率。本文在現(xiàn)有技術基礎上，提出以PLC控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器、電阻調