液壓卡環(huán)式步進提升機PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、液壓卡環(huán)式步進提升機plc控制系統(tǒng)設(shè)計閱覽次數(shù)：4235來源：機電工程作者：常宏杰崔乃忠摘要:介紹了西門子s7-200 plc在液壓卡環(huán)式步進提升機中的應(yīng)用，簡述了硬件組成和 軟件設(shè)計內(nèi)容。關(guān)鍵詞：plc；提升機；控制系統(tǒng)中圖分類號：tp391.8;th211+.6文獻標識碼：babstract: the application of s1matic s7-200 plc in hydraulic pressure clip ring stcp-by-stcp hoist is introduced, and the structure of hardware and con tent of

2、the program design are also presented. the practice shows that this control system has advantages of great stable and reliable ability, integrity of function and convenient manipulation.,b>key words: plc;hoist ;control system1引言液壓卡壞式步進提升機應(yīng)川于石汕化工、公路橋梁等人型工程建設(shè)項口屮，實現(xiàn)對超大 型重物的起重施工，如：大型化工儲罐的倒裝焊接施工、人型橋道索

3、攬的漲緊捉升等。山于該設(shè)備工作于環(huán)境惡劣的施工現(xiàn)場且動作需平穩(wěn)、準確，因此要求該設(shè)備的控制系 統(tǒng)具有較強的抗干擾性、靈活性和友好的人機界面，操作簡單方便。顯然如用普通繼電 器控制或單片微機控制，很難達到上述要求。故在該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)設(shè)計中，采用西門 t cpu224 plc作為系統(tǒng)控制核心，以td200文木顯示器作為主要的人機對話界面，較 好的滿足了上述要求，使設(shè)備能應(yīng)用在環(huán)境惡劣的施工現(xiàn)場。圖1提升機部分結(jié)構(gòu)示意圖2液壓卡環(huán)式步進提升機的工藝過程 液壓卡環(huán)式步進提升機主要山液壓泵油及管路、電氣控制臺和液壓卡環(huán)式步進升降器組 成，可完成對重物的步進提升和冋落，其部分結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖屮上

4、下卡頭均 為液壓夾緊裝置，川來夾緊提升桿；主液壓缸完成提升和回落動作。(a)提升過程(b)回落過程圖2提升機工藝過程示意圖設(shè)備的丄藝過程如圖2所示，需提升重物時：上卡頭先夾緊，下卡頭放松，主液壓缸帶 動上卡頭和提升桿向上提升，到行程后，下卡頭夾緊，上卡頭放松，上卡頭隨主液壓缸 回落，重復(fù)以上動作，對實現(xiàn)重物的步進提升。需使重物回落時，上卡頭先夾緊，下卡 頭放松，主液壓缸帶動上卡頭和提升桿回落，到行程后，下卡頭夾緊，上卡頭放松，上 卡頭隨主液壓缸提升，重復(fù)以上動作，可實現(xiàn)重物的逐步回落。為保證上下卡頭能充分夾緊或放松提升桿，在上下卡頭處裝有壓力檢測傳感器，只有油 壓達到預(yù)先設(shè)定值后，才認為夾緊或

5、放松有效，可以進疔下一動作。設(shè)備應(yīng)具有手動和h動兩種控制模式，臼動用于正常的重物提升和冋落，手動模式用于 調(diào)試、檢杏維修等工作。3 plc控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計控制系統(tǒng)的碩件構(gòu)成如圖3所示。i擻親11打鈾cpu224em231主控檢元獷莊模塊庾力 傳述咼圖3硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)工藝過程要求，佔算岀開關(guān)量1/0 口共需23個，其中輸入14個，輸出9個；模擬 量輸入口需2個。綜合考慮系統(tǒng)工藝要求、各品牌plc的i/o 口配置、性能價格比等因 索，選擇西門子s7-200 cpu224作為主控單元。cpu224休積小、功能強，本身集成了 14個開關(guān)量輸入和10個開關(guān)量輸出，用它接收各主令開關(guān)、行程開關(guān)等的

6、輸入信號， 并輸出控制各繼電器動作。選擇一個em231模擬量輸入單元接收壓力傳感器的檢測信 號（420ma電流信號）。em231有三路模擬量輸入通道可接收電壓或電流模擬量信號, 本例屮僅使川兩路。系統(tǒng)的plc端口配置如表1所示。表1 plc輸入輸岀端口配置表類別諭入倍號諭入諭破倍號cpu224羊/自動逸桂10.0q0.0長升抵示酚長升10.1q0.1回鑫抵不酚回落10.2q0.2上*夾緊103q0.3上*兜緊上卡故松10.4q0.4上¥族松油懺上冇10.5q0.5油注上荷油泣t/f10.6q0.6油紅f稈f*兜緊10.7q0.7兜靠11.0q1.0油恤上冇到悝11.1油血下再到也11

7、.2電機辻侃11.311.411.5ew31上卡圧力檢諷,臥rbf卡圧力檢圖5r vttt為使系統(tǒng)冇友好的人機對話界面，實現(xiàn)如行走步數(shù)、夾緊時間、壓力上下限等現(xiàn)場參數(shù) 的設(shè)定和輸出各種報警提示信息，選擇一臺西門子td200文本顯示器作為顯示設(shè)定單 元。td200是西門子公司人機界面產(chǎn)品z,可支持漢字顯示，功能強大、使用簡單， 具有較高的性能價格比。td200與cpu224連接很簡單，只需用它捉供的連接電纜接到 cpu224的ppi接口即可，不需要單獨電源。4 plc控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計基木按工藝流程圖編制，其主程序梯形圖如圖4所示。當設(shè)定總步數(shù)（vw32）大于當前步數(shù)（vw34）時

8、,若輸入“重物提升” （10.1）指令，程序執(zhí)行“重物 提升程序”，實現(xiàn)重物的步進提升。同樣，當當前步數(shù)（vw34）人于零時，若輸入“重物回落”（10.2）指令，程序執(zhí)行“重物回落程序”，實現(xiàn)重物的逐步冋落。gjmo.l初始化m0.0t毛動妙回疼m0.0 10.1 vw32h h h>vw34m0.0 10.2 vw34t h h十銚）（心心圖4 plc主程序圖為保證上下卡頭能充分夾緊或放松提升桿，避免意外事故發(fā)牛，程序小每次夾緊動作的 執(zhí)行都需檢測卡頭處的壓力反饋值，確認有效后方可執(zhí)行下一動作。若壓力無法滿足要 求，則通過td200給出報警提示信息。程序編制時，述應(yīng)充分考慮對可能岀現(xiàn)的

9、各種危險操作的保護，如不允許兩個電磁閥繼 電器同時動作，以保證液壓系統(tǒng)汕壓相對恒定；不允許上下卡頭同時放松；上下卡頭同 時夾緊時，禁止主缸提升或回落。另外，対各種錯誤操作和系統(tǒng)故障報警給出漢字信息 提示和聲光指示。對td200文木顯示器的組態(tài)可在step7-micro/win編程軟件提供的“向?qū)А眞izard）指 引下進行，按其指定的格式填入需要顯示的信息及設(shè)定需監(jiān)測的變量。該顯示器最多可 顯示80條信息，每條信息最多可包括4個變量。全部組態(tài)完成確認后wizard自動牛成 一個包括td200參數(shù)和信息的數(shù)據(jù)塊，可以打開“數(shù)據(jù)塊編輯器”來瀏覽或修改該數(shù)據(jù)塊。 熟練的編程者也可不使用wizard,直接在“數(shù)據(jù)塊編輯器”中按指定格式對td200編程。5結(jié)束語 該控制系統(tǒng)充分發(fā)揮了 plc可靠、靈活的優(yōu)勢和td200友好的人機界而功能。實踐證 明，系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，操作簡單方便，適合在惡劣的丿施工現(xiàn)場應(yīng)用，具有一 定的推廣