(哈尔滨工程机械制造有限责任公司 150066)
摘要：桥式起重机是工业建设当中经常应用的设备类型，电气设计是其核心。在本文中，将就基于PLC控制的桥式起重机电气设计进行一定的研究。
关键词：PLC控制；桥式起重机；电气设计；
1 引言
在企业生产中，桥式起重机是经常应用的生产工具。在其传统控制系统中，具有较高的故障率且接线较为复杂，在实际维护当中存在较大的困难。对此，就需要能够以PLC方式的应用实现其电气系统的重新设计，在提升其智能化水平的基础上提升生产效率。
2桥式起重机概述
在起重机电气控制系统中，其由两台PLC组成的网络作为控制核心，即其中一台为主站，另一台为从站。系统通过变频器的应用实现大车、电动机、主钩以及小车的驱动，并通过相应制动单元的配置实现制动能耗消耗以及电气元件的保护。为了能够获得更高的定位精度，则在不同机构电机轴上安装增量光电编码器作为反馈，以此将信号实现向变频器的反馈，由变频器实现力矩同速度间的控制。而在两台起重机电机变频调速系统、起升电机变频调速系统以及小车电机变频调速系统间都具有并车控制电路以及同步控制电路的设置，在实际工作中，可以根据自身需求在其中一台起重机司机室中操作，而另一台起重机则将以较高精度的同主控设备保持位置以及速度方面的同步，以此对多吊点起吊的可靠、安全进行实现。在系统中，通过PLC技术的应用实现不同部件之间的联系，驾驶室方面，在通过主令实现控制的基础上向PLC发出上升、下降、并车以及启动指令，而对应PLC则会将之前写好的程序指令进行调用，以此变频器速度切换以及正反转各项操作的控制。
3 系统特点
3.1 PLC控制系统
同传统接触器线路相比，通过PLC技术的应用，则能够在简化线路的基础上减少故障点数量。通过PLC通信技术的应用，则能够对多台起重机的同步、集中控制进行实现，且能够对单台起重机的工作实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果根据工作需求需要并车，主站PLC则将向从站PLC发出命令，使两台车并车同步工作。同时，虽然该技术具有较高的运行可靠性，能够较长时间稳定运行在恶劣环境之下，但为了实现其使用寿命的延长、保障维护的便利性，则可以将PLC同必要外围电路共同在小型控制箱当中安装，并根据用户需求做好日常保养与维护，以此最大程度实现设备使用寿命的延长。
3.2 变频器同PLC配合
在传统起重机中，其具有较多的调速方式，但在实际应用当中都存在速度稳定性差、不能够低速长时间下降荷载以及调速范围较小的问题，在该系统中，则以变频器应用实现调速，该调速方式无论在噪音控制、自控性、节能性还是维护量方面都具有较多的优点。
3.2.1 多段速
起重机拖动系统动作主要有：第一，小车前后行走，速度档位；第二，大车前后行走，速度档位；第三，起重机升降，速度档位。对于这部分功能，在实际实现过程中都需要使用PLC技术实现无触点控制，且具有4个档位速度。
3.2.2防溜钩控制
在电磁制动器松开后、抱住前的瞬间所出现的重物从一开始停止状态下滑的情况即称之为溜钩。从安全方面考虑，在起动机设备刚刚启动时，则可以先不打开电动机抱闸，而通过ASC800变频器的应用提升宏软件和预励磁功能，以此为电动机加励磁，通过确认力矩的方式对电动机的力矩以及电流进行测量。当达到一定阙值后，则将抱闸打开，当其小于阙值时，则关闭抱闸，通过变频器力矩控制方式的应用避免溜钩情况的发生。具体来说，其功能有：第一，零速全转矩功能。在速度为0的情况下，变频器能够依然保持电机能够具有足够的转矩。通过该功能的实现，则能够保证起动机处于升降为0的情况下，电动机也能够使重物在空中保持停止，直至电磁制动器抱住轴为止，以此避免溜钩情况的发生；第二，启动前直流强励磁功能。在启动前，变频器即能够以自动的方式直流强励磁，以此使电机获得足够转矩，对重物在空中的状态维持，以此使电磁制动器在释放当中不会发生溜钩情况。
3.3 变频器同触摸屏配合
在该系统当中，在整个闭环控制系统中，PLC具有控制器的作用：当系统处于运行状态时，主令触摸屏以及控制器发出反馈、控制信号作为PLC输入信号。触摸软件方面，则具有6个不同界面，即主界面、大车界面、小车界面、开机界面以及主副起升界面，在这部分界面当中，都能够同界面互换按钮的应用实现连接，以此便于操作人员能够较为便利的方式实现起重机系统的控制，且不同界面间也能够自由切换。主界面是该系统的主要操作界面，共有四个界面切换按钮，分别是主起升界面、副起升界面、大车界面、小车界面，这几个界面通过其上方的返回按钮都能够直接返回到主界面当中。在实际工作中，通过这几个界面的操作，工作人员则能够以便利的方式实现起重机系统的控制。而PLC技术在采集完起重机各类信号后，则能够实现不同信号的程序处理，通过数据线的应用回传到触摸屏，保证操作人员能够动态的做好设备故障状态以及整机状态信息的掌握。
4 系统应用
为了能够实现系统应用的验证，通过上述控制系统设计桥式起重机，使用两台F2N-128MR作为系统处理器，并使用PLC技术实现主从站的控制。在该PLC种，其从直流24V输入，从继电器当中输出，以此实现输出信号的隔离。在使用PLC逻辑控制后，系统不仅能够较好的控制开关量逻辑，同时也具有较强的计算功能，以此实现同工业计算机的相互通信。变频器方面，使用了ABB-800系列，该系列变频器具有较强的过载能力以及较大的启动转矩，内置制动单元，且使用了先进的矢量控制模式，能够有效提升起重机的整体性能，且能够较长时间运行在低速状态下，以此使其定位精度更高，能够达到毫米级。
在该系统中，PLC为普通顺序控制程序，在具体运行中，做好系统运行控制关系的理清是关键内容，并包括将控制器速度以及运行指令实现向多段速输入端的输出。在具体工作中，当系统上电后，在不存在故障反馈情况时，驾驶员将通过主控制器的应用向PLC发出指令信号，并由PLC根据程序执行结构向多段速输入端以及变频器正反转输入端输出，以此对主钩的变速以及升降运行进行实现。同时，该起重机使用了三菱A970GOT触摸屏，能够对人机界面的直接监控实现，并以组态软件作为画面向导，便于组态数据的处理以及故障的快速诊断、定位以及排除，能够最大程度实现故障时间的减少。此外，其以触摸屏在线显示系统，主要参数有机构的故障状态以及运行状态等。
5 结束语
在上文中，我们对基于PLC控制的桥式起重机电气设计进行了一定的研究，该系统为闭环反馈系统，具有较强的定位精度，能够对其余起重机无法满足的吊装需求进行满足，且具有较强的拓展性，具有较好的发展应用空间。
参考文献
[1]张庆忠.PLC在桥式起重机变频调速控制系统中的应用[J].电世界.2011(07)：6-8.
[2]刘鹏.浅析PLC技术在电梯运行中的应用[J].黑龙江科技信息.2013(07)：39-39.
[3]姬建梅.基于PLC变频调速恒压供水系统设计[J].湖南农机.2012(01)：57-57.
[4]左传洲,徐文兵.PLC在高效连续邮件分拣机中的应用[J].科技风.2012(05)：11-12.
作者简介
王朋 （学位：学士学位，专业：电子信息工程）（出生：1984年1月9日，性别：男，民族：汉族，职称：工程师）（论文方向：起重机电气设计，起重机基于PLC控制系统电气设计电气设计，PLC控制系统电气设计，自动化设备电气设计，CAN总线等等电气设计，自动化控制方面）（评高级工程师）。
论文作者:王朋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/17
标签：起重机论文; 系统论文; 变频器论文; 界面论文; 电气设计论文; 速度论文; 控制系统论文; 《电力设备》2016年第24期论文;