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 起重机PLC控制系统的设计方法

　　起重机PLC控制系统的设计方法

　　1、充分了解各种类型起重机生产过程的结构、原理、工况和特点。

　　2、充分了解并确定用户提出的功能控制要求。一般用户，特别是对PLC的特点*不熟悉的用户，先期提出的功能要求是不*的，有的也可能是难以实现的。在了解被控对象的基础上，主动为用户着想，介绍PLC的功能特点，对那些不需要增加额外的硬件开销并能充分发挥PLC潜力的功能，如自动计数、设备运转时间的记录等都主动为用户考虑；对那些实现起来花费很大投资，而效益不大的功能向用户解释说明，在尊重用户意见的基础上，进行协调处理。

　　3、确定除PLC装置外系统的硬件结构：包括为实现全部控制功能所必须的传感器、开关按钮、执行机构及指示报警等输入输出装置。

　　4、画出时序图和状态图等功能流程图。深入分析系统功能，为编程打下基础。

　　5、PLC装置的选型：

　　1）系统本身需求的分析：

　　①确定系统所需I/O端口的数量和种类。

　　②确定CPU应有的主要功能。

　　③确定内存的容量大小和种类。

　　④根据现场情况确定是否需要远程I/O。

　　⑤考虑系统工作环境要求。

　　2）市场产品的分析：

　　查看哪些型号在技术性能上满足要求，哪些可基本满足要求，在这些型号中，再进行价格方面的比较和衡量，并综合考虑产品的可靠性、供货的及时性和售后服务方面的信誉等，从中选出较为理想的产品。

　　6、应用程序的设计和模拟调试，由于PLC的全部控制功能都是通过其应用程序（或称用户程序）的执行而实现的。因此，程序设计无疑是PLC应用系统的关键环节。应充分利用PLC各种简单、高效的编程指令功能来编制程序。

　　PLC编程技术要点：

　　①列出PLC输入/输出通道分配表。

　　②根据功能流程图画出程序流程图及程序结构功能模块图。

　　③随时登记所用程序元素，便于检查和避免重复。

　　④多使用内部继电器，避免过于复杂的混联逻辑。

　　⑤注意考虑系统功能要求中没有想到的问题，比如互锁、联锁等。

　　⑥进行程序的修改及简化。

　　⑦将程序输入PLC并使用模拟I/O装置按照控制要求进行模拟调试。

　　7、进行实机的现场联合调试。

　　这是一项系统、复杂、繁锁而且*的工作，它需要起重机制造厂家、控制设备配套厂家、用户和设计调试人员的密切配合。

　　①将PLC控制柜与起重机上的各种电气设备、执行元器件联接好，确定准确无误，则可进行实机的现场联合调试。

　　②首先分别进行各机构控制回路的调试，检查各种继电接触器的动作情况是否符合起重机各机构的逻辑要求，各种故障的显示报警是否准确等，否则在现场修改应用程序直到准确为止。

　　③合上各机构主回路开关，进行各机构空载试验，方法与步骤同②。

　　④后进行整机的载荷试验，载荷试验必须由轻载、半载和额定载荷的顺序逐步进行，一直到整台设备的各种运行状态*达到技术规格书的要求，符合国家起重运输机械的有关规范和标准，终得到用户的认可。

用PLC改进鼠笼式异步电动机的起、制动控制方式

　　plc控制逻辑与传统的继电器接触器控制系统基本一致，其工作过程如下：

　　起动时，按下起动按钮sb1，x400常开触点闭合，y430线圈接通并自锁，km1线圈接通，主触头吸合，电动机串入限流电阻r开始起动，同时y430的两对常开触点闭合，当电动机转速上升到某一定值时，ks1的常开触点闭合，x402常开触点闭合，m100线圈接通并自锁，m100的一对常开触点接通y432的线圈，km3线圈有电主触头吸合，短接起动电阻，电机转速上升至给定值时投入稳定运行。

　　制动时，按下停机按钮sb2，x401常开触点断开y430线圈，使km1失电释放，而y430的常闭触点接通y431线圈，制动用的接触器km2线圈通电，对调两相电源的相序，电动机处于反接制动状态。与此同时，y430的常开触点断开y432的线圈，km3失电释放，串入电阻r限制制动电流。当电动机转速迅速下降至某一定值时，ks1常开触点断开，x402常开触点断开m100的线圈，m100的常开触点断开y431线圈，km2失电释放，电动机很快停下来。过载时，热继电器fr常开触点闭合，x403的两对常闭触点断开y430和m110的线圈，从而使km1或km2失电释放，起到过载保护作用。

　　上述控制过程指令程序如下：

3plc与继电器接触器控制系统的比较

　　通过对鼠笼式异步电动机起制动的传统控制方法和plc控制方法的比较，从某种意义上看，plc控制是从继电器接触器控制发展而来的。两者既有相似性又有很多不同处。

　　3.1二种方案的不同点

　　（1）plc内部大部分采用“软”逻辑

　　继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制;plc内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接，为软件控制;

　　（2）plc控制系统结构紧凑

　　继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大;plc控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小;

　　（3）plc内部全为“软接点”动作快

　　电器接触器控制全为机械式触点，动作慢，弧光放电严重;plc内部全为“软接点”动作快;

　　（4）plc控制功能改变极其方便

　　继电器接触器控制功能改变，需拆线接线乃至更换元器件，比较麻烦;plc控制功能改变，一般只需修改程序便可，极其方便;

　　（5）plc控制系统制造周期短

　　plc控制系统由于结构简单紧凑，基本为软件控制，因此设计、施工与调试比继电器接触器控制系统周期短。

　　此外，由于plc技术是计算机控制的基础上发展而来，因此，它的软硬件设置上有着传统的继电器接触器控制无法比拟的优势，工作可靠性极高。

　　3.2plc方案的设计要点

　　（1）设置滤波

　　在plc中一般都在输入输出接口处设置π形滤波器，它不仅可滤除来自外界的高频干扰，而且还可减少内部模块之间信号的相互干扰;

　　（2）设有隔离

　　在plc系统中cpu和各i/o回路（主要指数字口）几乎都设有光耦合器作隔离，以防止干扰或可能损坏cpu等;

　　（3）设置屏蔽

　　屏蔽有两类：一类是对变压器采取磁场和电场的双重屏蔽，这时要用既导磁又导电的材料作为屏蔽层;另一类是对cpu和编程器等模块仅作电磁场的屏蔽，此时可用导电的金属材料作屏蔽层;

　　（4）采用模块式结构

　　plc通常采用积木式结构，这便于用户检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标志它的状态，使用户能迅速确定故障的位置;