PLC在橋式起重機(jī)控制回路中的應(yīng)用

[摘 要] 橋式起重機(jī)（bridge crane）在企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)和生活中應(yīng)用非常廣泛，作用也比較明顯，橋式起重機(jī)作為在物料的搬運(yùn)系統(tǒng)過程中的一種重要的設(shè)備，對(duì)加強(qiáng)橋式起重機(jī)的操作以及運(yùn)行的效果有著重要的影響。最重要的影響是能夠確保操作的安全以及靠譜，從而在一定程度上降低搬運(yùn)的成本。一般來說，傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)主要由以下兩個(gè)部分組成：其一，繼電器；其二，接觸器。采用的主要方法是交流串電阻，從而進(jìn)行相關(guān)控制（啟動(dòng)、調(diào)速等），而上述所說的這種控制方法在操作起來比較復(fù)雜，并且運(yùn)行的效率也不高，存在耗費(fèi)大量電源的缺點(diǎn)。因此，為了更好地解決上述問題，本文的主要研究方向是首先簡(jiǎn)要介紹了PLC（可編程控制器）的基本特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分析了可編程控制器的控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)的接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別，還有可編程控制器系統(tǒng)和變頻器（frequency transformer）在橋式起重機(jī)（bridge crane）控制回路中的相關(guān)應(yīng)用。

[關(guān) 鍵 詞] 橋式起重機(jī)；控制回路；應(yīng)用研究

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2015）05-0030-02

橋式起重機(jī)的發(fā)展關(guān)系著我國國民經(jīng)濟(jì)的重要發(fā)展方向，橋式起重機(jī)作為一種搬運(yùn)物料的重要機(jī)器，在設(shè)計(jì)方面、制造工藝方面以及設(shè)備維修和管理方面都有著重要的意義和作用[1]。我國橋式起重機(jī)經(jīng)過科技的發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，累積了一些比較先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，但是與此同時(shí)也不可避免地出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)開裂的現(xiàn)象。在煉鋼等重要生產(chǎn)工藝中，橋式起重機(jī)是其中最重要的機(jī)器設(shè)備之一，一般情況下，橋式起重機(jī)的主要控制方式采取的是主令，控制器以及接觸器等進(jìn)行一系列的控

制。上面所說的控制方式存在一些基本的問題，舉例來說，在煉鋼等工作比較復(fù)雜、工作環(huán)境比較惡劣以及諸多不利的因素影響下會(huì)讓控制器以及接觸器在操作的過程中出現(xiàn)可操作性極差、維修費(fèi)用逐漸增多和故障概率比較高等問題。另外，由于橋式起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率比較大，如果采用的是傳統(tǒng)的交流串電阻控制，則很容易造成各大接觸器以及繼電器出現(xiàn)大頻率的分?jǐn)嗲闆r，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的耗損以及污染[2]。

一、可編程控制器（PLC）的基本特點(diǎn)

可編程控制器（PLC）的應(yīng)用面非常廣泛，使用的功能也非常強(qiáng)大，操作也比較簡(jiǎn)單，所以其是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最主要的控制設(shè)備，因此得到了廣大自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域的工作人員的青睞。而可編程控制器（PLC）與傳統(tǒng)的接觸器控制相比有諸多的優(yōu)點(diǎn)，下面請(qǐng)看詳細(xì)介紹：

（一）抗干擾的能力比較強(qiáng)，安全性與可靠性比較高

傳統(tǒng)的接觸器控制中使用的大多是以下兩種器件：其一，時(shí)間繼電器；其二，中間繼電器。上述所說的兩種繼電器的線路普遍都比較復(fù)雜，存在接觸不良以及線路容易受阻等基本問題，所以很容易出現(xiàn)一系列的故障問題[3]。而現(xiàn)階段研究出來的可編程控制器使用相關(guān)軟件編程來取代時(shí)間繼電器以及中間繼電器，僅僅使用了少量的元件來連接輸入與輸出，線路變得特別簡(jiǎn)單，操作起來也非常的方便，在很大程度上減少了因?yàn)榫€路接觸不良而造成的一系列線路故障的問題。

（二）系統(tǒng)在安裝設(shè)計(jì)以及調(diào)試的過程中調(diào)試的工作量比較小

從上述文章可以看出，可編程控制器采用的是用相關(guān)軟件來取代相關(guān)繼電器以及計(jì)數(shù)器等元件，讓系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)以及調(diào)試的過程少了許多的測(cè)量時(shí)間以及測(cè)量的次數(shù)。

（三）提高了維修的工作效率

由于可編程控制器（PLC）出現(xiàn)故障的幾率比較小，而且還具有完善科學(xué)的故障診斷的功能，所以在整體上提高了維修的工作效率，相對(duì)來說減少了維修的時(shí)間和次數(shù)。

（四）體積比較小，耗損的能源比較少

可編程控制器系統(tǒng)相比起傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)來說減少了大量的元件使用，取消了使用大型的時(shí)間繼電器以及中間繼電器等，所以在整體上看起來體積比之前更小，使用的線路也比較簡(jiǎn)單，使用的過程也比較安全、靠譜。所以，可編輯控制器可以節(jié)省一大筆費(fèi)用，節(jié)約能源。

二、三菱PLC在橋式起重機(jī)電氣控制回路中的相關(guān)應(yīng)用

三菱PLC在我國大連是使用和生產(chǎn)最多的一個(gè)產(chǎn)品，在我國常見的型號(hào)有以下幾種：其一，F(xiàn)R-FX1N型號(hào)；其二，F(xiàn)R-FX1S型號(hào)；其三，F(xiàn)R-A FR-Q型號(hào)；其四，F(xiàn)R-FX2N型號(hào)；其五，F(xiàn)R-FX2NC型號(hào)；其六，F(xiàn)R-FX3U型號(hào)。

（一）三菱PLC的主要特點(diǎn)

首先，結(jié)構(gòu)比較靈活。三菱PLC不受環(huán)境的限制，只要有電的存在就可以組建一家網(wǎng)絡(luò)，可以非常簡(jiǎn)單地增加接入口的數(shù)量，從而進(jìn)一步保證資源的有效利用，在移動(dòng)的性能方面可以像WIFI一樣便捷實(shí)用。其次，傳輸?shù)馁|(zhì)量比較高，速度相對(duì)來說也比較快。人們可以在家里很流暢地觀看影片或者很容易對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行一系列的操作。最后，成本比較低。三菱PLC能夠充分利用好現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，不需要大部分的路線布置，能夠在很大程度上節(jié)約相關(guān)資源，從而避免了對(duì)建筑物以及公共物品的破壞。

（二）三菱PLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

在縱向方面，把可控制編程器的相關(guān)程序編入到用戶的可存儲(chǔ)的程序當(dāng)中，根據(jù)系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器所翻譯出來的程序，把用戶的相關(guān)程序解讀出來，變成內(nèi)部PLC所能接受和認(rèn)可的一系列程序[4]。在橫向方面，把輸入以及輸出的狀態(tài)都從輸出口以及輸入口進(jìn)行連接，網(wǎng)絡(luò)CPU最主要的功能就是把已經(jīng)出來的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器當(dāng)中去，在此基礎(chǔ)上把程序與數(shù)據(jù)科學(xué)地結(jié)合起來。把得到的相關(guān)結(jié)果輸出到工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器當(dāng)中去，然后輸出到接口位置以及可控制的外部驅(qū)動(dòng)器上面來。在組成方面，CPU主要是由以下三個(gè)方面組成：其一，寄存器；其二，運(yùn)算器；其三，控制器。把上面所說的機(jī)器連接集成到一個(gè)芯片當(dāng)中，與數(shù)據(jù)、地址的電路相互連接起來。

（三）橋式起重機(jī)的相關(guān)控制過程

不管是大車還是小車，采用的都是三菱PLC的可輸出控制器來進(jìn)行操作，其中最重要的是提升相關(guān)電機(jī)的功率。通過開關(guān)量的端子來接受三菱PLC的相關(guān)控制信號(hào)，來進(jìn)行一系列的調(diào)控和操作。舉例來說，提升電機(jī)的功率使用，其中最主要的是連接好三菱PLC的I/O接線，相關(guān)操作人員需要通過聯(lián)動(dòng)操作的模式來進(jìn)行信號(hào)的控制以及發(fā)出。三菱PLC在已經(jīng)編寫好的程序當(dāng)中釋放出一系列的信號(hào)來對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作，尤其是給變頻器發(fā)出重要的信號(hào)，按照規(guī)定來對(duì)電動(dòng)機(jī)的變頻以及可變壓的電源來操作控制器的信號(hào)，從而最終實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的控制。

一旦出現(xiàn)了緊急情況，相關(guān)操作人員可以控制緊急按鈕，從而停止機(jī)械動(dòng)作，將變頻器的電源隔斷，讓其停止相關(guān)工作。另外，如果電動(dòng)機(jī)因?yàn)榘l(fā)生故障而產(chǎn)生跳閘的情況，操作人員可以在故障接觸后按動(dòng)復(fù)位按鈕，繼續(xù)之前的操作過程。

在提升電動(dòng)機(jī)的過程中，由于電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)會(huì)讓重力加速，所以很容易讓電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)再生制動(dòng)的情況，所以使得電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，讓電流呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)。上述所說的電壓在達(dá)到一定的設(shè)定值時(shí)，則可以通過斬波器來消耗多余的能源，從而進(jìn)一步保證變頻器的安全運(yùn)行。

綜上所述，可編程控制器能夠?qū)⑼蟿?dòng)的系統(tǒng)有機(jī)運(yùn)用到運(yùn)輸車輛當(dāng)中去，使得電動(dòng)機(jī)的各種時(shí)間與速度的限制能夠得到更加合理的保障，尤其是對(duì)橋式起重機(jī)而言，其設(shè)備的損耗率也比較低。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡艷麗，季學(xué)斌，劉團(tuán)結(jié).模糊自適應(yīng)PID控制在橋式起重機(jī)智能防擺中的應(yīng)用：基于ANSYS Workbench的橋式起重機(jī)小車架有限元分析[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，10（06）：125.

[2]程曉燕，白劍波，焦洪宇.粒子群算法結(jié)合懲罰函數(shù)用于橋式起重機(jī)主梁優(yōu)化：以32/5t通用橋式起重機(jī)改型設(shè)計(jì)研究為例[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，10（02）：124.

[3]曾志強(qiáng)，祝錫晶，李紅鋼.SolidWorks的柱塞泵虛擬裝配與動(dòng)畫仿真研究：基于LabVIEW的藥筒梯形槽寬視覺精確測(cè)量研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2015，04（09）：127.

[4]嚴(yán)向前，迪麗拜爾，黃衛(wèi)芳.PLC和變頻器的港口橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)研究：基于PLC在25噸電動(dòng)雙梁吊鉤橋式起重機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].新疆石油天然氣，2011，11（01）：201.