PLC在港口門座式起重機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在港口門座式起重機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用解博、于洋、李超（沈陽理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，沈陽，110159）摘要：由于PLC控制系統(tǒng)可靠，方便等特點，其已在港口門座式起重機上廣泛使用，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)，傳感器信號可以通過遠(yuǎn)程I/O站實現(xiàn)，大大節(jié)省了電纜布線成本，也節(jié)約了故障查詢時間。本文主要闡述的就是港口控制系統(tǒng)的中PLC程序的設(shè)計與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：PLC;港口起重機；控制系統(tǒng)；應(yīng)用Abstract:DuetothePLCcontrolsystemisreliable,convenientfeatures,itsportgantrycranewidelyused,hasreplacedtheearlierrelaycontrolcircuitsystemoAtthesametimeduetothedevelopmentofthebussystem,PLCrequiredacquisitionofvarioustypesofswitches,sensorsignalcanbeachievedthroughtheremoteI/Ostation,significantsavingsinthecostofcabling,faultdiagnosisandalsosavestime。ThisarticlefocusesontheportcontrolsystemdesignandapplicationofthePLCprogram。Keywords:PLC;Crane;controlsystem;application1門座式起重機的簡介門機是門座式起重機的簡稱，是有軌運行的臂架型移動式起重機。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特的優(yōu)越結(jié)構(gòu)。我們港口總共有兩種門機分別是MQ40-43和，下面我們介紹一下本港門機。首先我們以我港門機MQ40-43來做了解認(rèn)識。門機分為四大機構(gòu)包括（起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)），其中前三個機構(gòu)為工作機構(gòu)，行走機構(gòu)為非工作機構(gòu)。門機采用轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置。臂架系統(tǒng)、平衡梁系統(tǒng)、人字架、機器房、司機室等安裝在轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺由滾動元件支撐著。2門座式起重機的結(jié)構(gòu)原理及PLC控制原理2。1起升機構(gòu)2。1。1起升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理起升機構(gòu)由兩套獨立卷揚裝置的組成，前后布置在機器房內(nèi)。兩套卷揚機構(gòu)既可以單獨，也可以同時工作。抓斗作業(yè)時，前部的卷揚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)動裝置包括變頻調(diào)速電動機、硬齒面減速箱、起升盤式制動器及鋼絲繩卷筒等。卷筒是用來收、放卷繞鋼絲繩的儲繩裝置。同時它把電動機的回轉(zhuǎn)運動變成鋼絲繩的直線運動，并把動力傳遞給鋼絲繩。2。1。2起升機構(gòu)的PLC的控制原理手柄在零位，相序正常，起升無故障，風(fēng)速儀風(fēng)速（風(fēng)速達到18m/s時間斷音響報警；風(fēng)速達到20m/s時長音報警，并輸出繼電器觸點斷電信號）在正常范圍內(nèi)，超負(fù)荷（95%額定起重量時有燈光顯示和聲音報警，110碗定起重量時，輸出繼電器觸點延時斷電信號)正常，不作行走運行，起升無故障時，機構(gòu)允許升降。2。2回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及PLC的控制原理2。2。1回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由兩套驅(qū)動裝置和外齒式三排滾柱軸承組成。兩套旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置分別布置在機房前部,每套驅(qū)動裝置均由立式電機、制動器及二級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)動起重機的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)減速器為立式行星減速器，型號為P2HF042這種減速器能獲得較大的傳動比，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)動起重機的旋轉(zhuǎn)部分作旋轉(zhuǎn)運動。2。2。2回轉(zhuǎn)機構(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)無故障，回轉(zhuǎn)手剎打開，不作行走運行，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在門座起重機系統(tǒng)的應(yīng)用實例3。1門機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電力拖動特點及控制要求(1)回轉(zhuǎn)支承采用大型三排珠滾動軸承，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渡圓角。上下與之聯(lián)接的平面均要進行機加工，并用熱處理的方法消除應(yīng)力，處理后應(yīng)進行精加工，表面平直，無翹曲，不得有透光現(xiàn)象，并有足夠的剛度。(3)回轉(zhuǎn)機構(gòu)由兩臺立式變頻電動機、行星減速箱，外嚙合開式齒輪副及回轉(zhuǎn)支承等組成，實現(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電機過載檢測器10。1超載10。2電機過熱I0o3制動器未打開10。4高風(fēng)速I0o5SB1啟動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分配表的各個輸入量的產(chǎn)生原理：(1)YF6電接風(fēng)速儀產(chǎn)生信號的條件是在風(fēng)速達到22m/m的時候會產(chǎn)生報警，而此時的旋轉(zhuǎn)電機會跳閘。使電機停止工作。本港口使用的風(fēng)速檢測儀器的型號是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起重機功能超載限制器連接，由超載限制器發(fā)出PLC的輸入信號。本港口的門機的額定起重量是40T,當(dāng)實際所吊物體的重量超過額定起重量的百分是十的時候，超載限制器發(fā)出一個信號，這個信號作為PLC的一個輸入信號。(3)電機1、2過載檢測器，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機繞組中，一旦超過規(guī)定溫度，其電阻值急劇增大10—1000倍。使用時，配以電子電路檢測，然后使繼電器動作。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的各個機構(gòu)的的工作過程中，PLC起到的只是連接作用，前面連接控制手柄，后面發(fā)出信號控制控制變頻器，變頻器根據(jù)反饋信號繼續(xù)對變頻電機進行控制。從而實現(xiàn)對門機回轉(zhuǎn)中的各個速度的控制。圖3。1整個控制系統(tǒng)的基本過程3。4各個元器件的選型旋轉(zhuǎn)電機選型：此門機的旋轉(zhuǎn)電機為變頻調(diào)速三相異步電機，所用的電壓是380V工頻電壓，變頻范圍是1-100hz,由于工作的特點需