PLC技術在橋式起重機控制系統中的運用初探

蔣開 王一春

摘 要：隨著科技水平的不斷提升，PLC技術逐漸廣泛應用于現代工業生產等領域，并且在橋式起重機控制系統的改造優化中發揮了巨大的作用。本文先簡要分析了橋式起重機控制系統的設計要求，隨后對PLC技術在橋式起重機控制系統相關處理模塊中的運用進行了論述。

關鍵詞：PLC技術;橋式起重機;控制系統;運行機構

前言：PLC是指可編程邏輯控制器，通過內部存儲的各種操作指令來控制機械設備的生產和運行。橋式起重機常作業于較差的工作環境，在搬運重物中頻繁制動、變速等，對其承載力和調速要求極高。而PLC技術的運用便對橋式起重機控制系統的加強起到了巨大的作用。

一、橋式起重機控制系統設計要求

橋式起重機的運行形式分別為大車運行機構控制前后運動，小車運行機構控制左右運動，起升機構則控制升降運動，若要驅動橋式起重機的運行機構，可通過分別驅動、合力驅動等方式[1]。而大、小車驅動運行時的慣性很大，因而為確保起重機正常、穩定、安全運行，還需要加強其控制系統設計要求。

在橋式起重機整體結構中，PLC技術主用于電氣控制系統中，經改造后，主要結構有上位機、下位機和變頻調速控制三個模塊，可在高效地變頻調速下提高運行效率。為防止運行過程中出現電網被諧波污染的現象，則需對每個變頻器配備電抗器，以便更好地控制電流峰值。橋式起重機起升機構主副機構的發電機都各需安裝一個額定電流的變頻器，選用依據是固定電流、電動機負荷率是否符合需要。當起升機構開始運行后，PLC便會自動接收和處理編碼器信息，避免了吊鉤下滑的狀況發生。此外，由于橋式起重機運行機構使用不多，在調控運行速度時，一般依據定額功率來選擇更適合的變頻器。

二、PLC技術技術在橋式起重機控制系統中的運用

（一）PLC技術改造優化按鈕模塊

橋式起重機的按鈕主要有上下、左右、前后以及緊急停止按鈕，而按鈕模塊的控制成效會直接影響起重機整體管控機構的運行效率和結果。以往的按鈕模塊中，當起重機結束作業并還處于通電狀態下時，需立即按下緊急停止按鈕，否則將會容易引發安全事故。運用PLC技術對橋式起重機按鈕模塊進行優化改造后，改變了以往安全系數低的操作方式，可以更加系統化控制按鈕模塊、發電機乃至整體系統。PLC利用自身存儲的電磁閥和電動機運行模式與實操框架的指令信息及時對其進行全面分析和管控，當其發出操作指令后，按鈕模塊便會自動選擇啟動和停止操作，有利于省電、保護機械降低損耗以及避免發生安全事故，進一步提高了橋式起重機整體系統的運行效率和參數控制效果。

（二）PLC技術改造優化通訊模塊

當重物形體過長、起重量過大等情況下，一臺橋式起重機根本無法滿足起重需求，此時便要再加一臺橋式起重機才能完成起重工作。若要進行并車抬吊，兩臺機械必須高度同步作業，反之，則可獨立作業。而這便需要橋式起重機通訊模塊具備良好性能，進而確保順利起重。PLC便可利用其數據通訊技術對橋式起重機的通訊模塊進行改造和優化。硬件系統中，PLC與上位機結構相連，且受上位機的管控;軟件系統中，PLC和上位機會進行數據變量交換，便實現了通訊。在這過程中，PLC技術是對變頻器和發電機的運行進行集中控制，而后便將接收到的有效指令或按鈕模塊傳遞的操作信號集中在CPU中進行計算與處理，再通過其通訊模塊將處理結果安全傳送給變頻器等運行機構，促使橋式起重機順利完成起重操作[2]。此外，改造后的通訊模塊還可以驅動執行設備在規定時間內完成任務。

（三）PLC技術改造優化故障報警模塊

橋式起重機在運行操作中常會出現故障問題，若要及時接收故障訊號，就需要其控制系統中的故障報警模塊馬上產生作用，以便及時分析并找出產生故障原因和解決辦法。而PLC技術在橋式起重機控制系統中的運用，也優化了其故障報警模塊，可以利用它對傳感器的運行模型和發出的信號進行自動檢測。同時，PLC技術與故障報警模塊的動態畫面技術結合后，無需進程編程操作便可將變頻器的運行狀況以動態畫面的形式顯示出來。當變頻器超重或發生故障時，PLC便會發出停止操作的指令，這時控制系統的故障報警模塊便會開啟蜂鳴器傳遞報警信號，提醒操作人員立即采取手段處理。

（四）PLC技術改造優化PID控制模塊

要想提高橋式起重機控制系統的整體運行效果，還要對其PID控制模塊進行改造。因此，要運用PLC技術對整體控制系統運行模型的集中處理，并分析橋式起重機起升機構的運行速度。在運行系統時，利用旋轉式編碼器來自動檢測電動機的速度，將檢測結果通過數模轉換卡轉換成數字信息，并傳遞給變頻器。而后，將運行速度與預設速度進行對比，運用PID控制算法來進行計算，并借助PLC閉環控制和數字量控制功能強化PID控制效率，以實現對橋式起重機起升機構運行高度的控制，便于三個運行機構根據操作指令和需要開啟低速、高速或正常運行操作，提高系統運行的效率和水平。

（五）PLC技術運用前期準備工作

橋式起重機控制系統的安裝與調試質量非常重要，因此，為確保PLC技術順利投入使用，首先要做好連接、檢查和調試環節的工作，檢查電路線路以及各設備間連接的完好性，確認都連接正常后，可通電調試每臺設備。其次，根據功能實現需求以及PLC電器原理圖來編寫程序，如禁止大車西行、所有小車減速運行、禁止運行等，再將這些編程錄入PLC儲存系統中。同時根據系統要求設置變頻器參數。最后，對PLC編程、變頻器以及控制系統實施模擬運行調試，以確保其功能和運行效果滿足要求。

三、總結

PLC技術具有開環和數字量控制、模擬量閉環、數據采集監控等用途，對橋式起重機控制系統的設計改良有極大優勢。因此，為充分發揮PLC技術的優勢，在應用過程中，操作人員要具備高水平的操作技能，及時有效地檢測和調試運行情況，提高設備的運行安穩性，以滿足設備改良更新的需求。

參考文獻：

[1]鄭子芬.PLC和變頻技術在交流橋式起重機控制中的應用[J].電氣時代，2020（01）：63-66.

[2]曾潔瓊，鐘催林.PLC技術在橋式起重機控制系統中的應用研究[J].信息系統工程，2018（08）：31-32.