關于PLC在電力起重機械中的應用與問題

李志宇 陳文科 盧永旺 徐瀟雨 鄭陳威

摘要：在電力起重機械中，PLC的應用范圍較為廣泛，極大的促進了機械自動化水平的提升，其繼承了傳統順序控制中的優勢，并將計算機技術、微電子技術等融入其中，極大的提升了順序控制性與邏輯性，從而構建了柔性程控系統。但是，PLC技術在電力起重機械的應用過程中，也存在一些應用問題，需要得以妥善解決。基于此，本文將對PLC在起重機械應用中存在的問題進行分析，并對具體應用加以闡述。

關鍵詞：PLC技術；電力起重機械；應用；問題

1.PLC在起重機械應用中存在的問題

當系統出現故障問題時，維修人員應首先判斷故障點位于系統的內部還是外部，產生故障的原因是I/O回路還是控制器。經過相關調查研究顯示，在PLC系統中，外部設備與附屬設備出現問題的概率高達90%，而PLC控制器自身存在問題的幾率僅為10%左右。因此，本文將以ATV71TWIDO型號的PLC為例，對設備在應用中產生的故障問題進行分析。

1.1電源干擾問題

當PLC控制電動機械運行過程中，多次產生電壓不穩等情況，使電源受到極大的干擾，導致系統難以恢復正常工作。故障原因很可能為電源干擾故障，而電源問題大部分與絕緣問題有關，在PLC中電源部分屬于故障發生較為頻繁之地，外部電源電壓通常在170-260VAC之間，如若超出則會發生故障，因此應重點對PLC的輸入和輸出模塊進行檢驗，看是否存在以下問題：（1）電纜老化，導致絕緣受到損害相間串電；（2）端子接線松動，對電纜進行檢查，更換有接頭的電纜，注意接茬接線端的子螺絲；（3）接線端灰塵沉積，導致與其相連接的電源漏電。此類問題應及時針對系統和端子采用有效的防潮措施，保障部件的清潔干燥。

1.2變頻器干擾問題

PLC系統在電力機械中的應用處于正常狀態，但主機屏幕卻上的數字卻不斷改變，并且不時發出不明的噪聲。產生上述問題的原因很可能為變頻器干擾問題，當變頻器與PLC同時處于工作狀態時，變頻器中的電磁通常會對PLC產生干擾，而這種干擾問題主要是由于變頻器中開關器件與主電路之間頻繁動作而產生，如若這種干擾問題較為明顯，則應立即采用屏蔽電纜或者接地等方式進行緩解或消除。在對此類問題進行檢查和分析時，重點考慮以下內容：（1）按照相關標準將PLC自身與地面相連，并且禁止使PLC與變頻器二者共用同一個接地線；（2）當電源條件不能充分滿足時，應將噪聲濾波器接入到PLC模塊當中，如若噪音消除效果不明顯，則應在變頻器中也實施相同的措施；（3）當PLC與變頻器均處于一個操作柜當中時，應使PLC相關電線與變頻器相關電線分離開來，防止出現干擾影響正常工作[1]。

1.3主機板工作異常問題

該問題的主要表現主要有兩種形式，一種是在新機械安裝完成以后，將PLC通電后RUN指示燈不亮，只有電源的指示燈亮起，對內部電源系統進行檢查后發現其正常，但是主機卻難以正常工作；另一種是正處于工作狀態下的系統突然停止運行，并且RUN指示燈滅，系統無法恢復正常工作狀態。對于上述的第一種故障問題來說，主要發生在初次使用的系統當中，對于具有運行開關的主機來說需要進行內部調整，對于不具備運行開關的主機來說，需要調整電平，將機械開蓋后將RUN接低電平，運行燈閃亮，系統恢復工作；而第二種故障問題產生的原因主要在于內存錯誤，對用戶內存進行檢查和清理后便可實現系統的正常工作，具體為：點擊PLC中的在線工作—傳送—PLC，將選中的“程序”取消，點擊“設置”，選擇“清楚用戶內存”后，點擊確定。

2.PLC在起重機械中的應用

2.1應用特點

與以往繼電器控制系統相比來看，PLC系統在起重機應用中具有以下特點：

一是功能較為豐富，在PLC中具有諸多功能模塊，能夠充分應用到起重機控制系統當中，并且加強了PLC中的通信能力與人機界面技術，使管理系統與監控的構成變得更加便利；二是接口相對容易，對于技術編程人員來說，PLC的應用語言較為簡單，接受起來比較容易，其中的圖形符號與梯形圖表達式與繼電器中的電路圖相比十分類似，能夠為技術人員對起重機進行設計和優化提供極大的便利；三是存儲邏輯性，在以往系統中采用的接線邏輯存在諸多不足，而在PLC系統中采用存儲邏輯的方式，能夠使控制設備以外的接線有效的縮減，進而縮短了系統設計與建造的周期，為日常維護提供極大便利，十分適用于小批量、多種類的生產當中；四是大規模集成電路，在PLC中采用的電路均為現代化、大規模的集成電路，在制造中工藝十分嚴格，在電路內部設計中采用了具有較強抗干擾性的技術，使PLC的可靠性極大提升。另外，PLC系統還具備較強的自我檢測能力，系統中除電路、設備之外還具有故障自診保護，使整個系統的可靠性得到顯著提升[2]。

2.2具體應用

2.2.1在汽車式起重機中的應用

此種類型起重機通常采用液壓控制馬達驅動的方式，通過對PLC控制芯片的編程，完成對繼電器中羅技鍵盤的控制。在對PLC控制芯片的編程中，將各限位接觸開關的聯合狀態輸入到控制程序當中，也就是輸入與輸出端，這樣便能夠進行有效的邏輯控制，使電路的輸送端口變得更加清晰，電路結構也會更加簡單，在無形中增加了系統的穩定性與可靠性，使系統的安全穩定運行能夠得到更多的保障。同時，模塊具備電池組件，一旦外部電源突然出現斷電現象，則起重機無論旋轉到哪個位置，都能夠對相應的電平信號進行保存，并且程序也將會進行存儲和記憶。

2.2.2在龍門式、塔式起重機中的應用

在我國目前塔式與龍門式的起重機中，變頻器與PLC通常同時使用，能夠實現各種動作的調速與控制作用。與汽車起重機相比存在一定的區別，此種類型的起重機主要采用380V電源對電動機進行控制使其運行，主要特點在于對電動機實施調速處理，在必要的情況下還能夠借助液力耦合器的方式實現緩沖。如若將PLC技術融入其中，對變頻器與控制電路進行優化和改進，則能夠使外部電源轉變為直流電流，極大提升平滑度，再借助控制電路的力量，將直流電流轉變為交流電，實現頻率與電壓上的轉變，進而完成變速控制。起重人員可以通過操作臺相PLC中發送控制命令，而PLC在接收到命令后，實現對變頻器的控制，使變頻器能夠進行精準制動和定位，即便電動機處于低速運行的狀態，也能夠以200%的額定轉矩輸出，不會出現重物下滑等現象，通過PLC系統的應用，使電路控制的平滑度與精度得到顯著提升，有效的避免了溜鉤等問題的產生，極大的拓寬了起重機的應用范圍，同時也使得系統工作的安全性得到進一步增強[3]。

結論：綜上所述，在電力施工機械中，PLC系統變頻器得到了十分廣泛的應用，并且具有十分廣闊的市場空間與發展前景，但是在實際應用的過程中，不可避免的存在各種故障問題，需要不斷總結和積累維修經驗，分析故障產生的原因，使其能夠從根本上得到切實有效的解決，使PLC技術更好的為電力起重機械而服務。

參考文獻：

[1]嚴向前， 王箭， 迪麗拜爾，等. PLC在25噸電動雙梁吊鉤橋式起重機電力拖動系統中的應用[J]. 新疆石油天然氣， 2015， 5（1）：94-98.

[2]岳志剛， 洪文杰. PLC在電力起重機械中的應用分析[J]. 硅谷， 2015（2）：165-166.

[3]孫允領， 吳際峰. PLC在電力起重機械中的應用與問題分析[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2016（32）.

作者簡介：李志宇，（1997-2-7）男，（福建省南平市），（漢族），職稱（學生），學歷（本科），研究方向（機械工程），單位名稱（泉州信息工程學院），單位所在省市（泉州市），單位郵編（362008）

第二作者姓名：（陳文科）單位（泉州信息工程學院）

第三作者姓名：（盧永旺）單位（泉州信息工程學院）

第四作者姓名：（徐瀟雨）單位（泉州信息工程學院）

第五作者姓名：（鄭陳威）單位（泉州信息工程學院）