龙门吊中的PLC控制

摘 要：电磁式龙门起重机是企业的重要生产机械之一，但是起重事故时有发生，其中一部分是电气系统故障引起的，如果对龙门吊进行增设PLC控制改造，进一步提高设备的自动化程度和安全性，增设PLC可以很大程度上减少继电器接触器的使用量，这样一来最大的好处就是直接降低了故障率。

关键词：龙门吊；PLC；电气控制系统；

中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

电磁式龙门起重机的工作环境比较恶劣，频繁地时开时停、接电次数多，主钩所用的电动机经常处于启动、调速、制动和正反转的工作状态。负载不规律、时重时轻，经常要承受较大的过载和机械冲击。

PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟

增设PLC可以很大程度上减少继电器接触器的使用量，这样一来最大的好处就是直接降低了故障率。因为在继电器接触器控制的龙门吊等起重设备中所出现的故障大约有60%是继电器接触器的故障。继电器接触器的触点、铁心、线圈由于震动、油污、灰尘、大电流等造成结构损坏、触点烧蚀粘连、线圈烧毁等故障。这些问题的直接结果就是使设备停用影响生产，造成一定的经济损失，特别是码头泊位、船台等一线作业场所使用的起重设备一旦停止运行损失将会很严重的。其次，继电器接触器控制接线量大，线路复杂，在后期的使用维护维修是比较麻烦。龙门吊电气控制系统由若干个电气控制子系统组成，其中起升部分的电气控制系统既是整个电气控制系统的关键。

起升控制电路部分为整个龙门吊电气控制系统中十分关键的部分，龙门吊主要任务就是起吊重物，因此这部分的主电路和控制电路不但要能满足不同负载起重的需求还要求安全系数高。起升一般有以下几种工作状态，主钩上升、主钩下降、制动与启动、主钩慢速、主钩中速、主钩快速，起升机构对拖动系统有一定的要求，要满足以下几点要求：（1）空钩时要求能够快速升降以减小辅助工时，轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度，但是鉴于龙门吊的提升高度一定，一般能满足空钩速升速降即可，而轻载时的速度没有什么特殊要求。（2）有一定的调速范围和适当的低速区，低速区时则主要是针对提升重物开始消除传动间隙张紧钢丝绳或重物到达预定位置时能够准确平稳地放下到预定位置。（3）下降时根据负载的大小，电动机可以是电动状态也可以是倒拉反转制动状态或者是再生发电制动状态。（4）在制动时为了安全可靠应采用电气制动和机械抱闸制动相结合。

目前PLC的I/O点数平均价格还是比较高的，应该合理选择点数，既不能不够用也不能浪费点数，此外还要留有一定的裕量，一般在保证够用的基础上在留有10%-15%的备用端子，主要是为以后的技改做准备。根据原有继电器接触器控制系统估算在改造后龙门吊起升PLC控制中输入输出点数均在20个以内。输入端子都是开关量输入没有涉及到模拟量，因此不需要考虑模拟量模块的选型。输出端子选用继电器输出型的，因为继电器输出型电压范围宽、导通压降小、价格便宜，即可以控制交流负载也可以控制直流负载。PLC 的基本单元就可以满足要求也不需要另外增加模块扩充点数。

PLC的接线图主要有PLC和外部继电器、开关器件的接线，PLC和变频器之间的接线。在这里用接线号表示硬线之间的连接。PLC的输出端子信号一部分作为变频器的输入信号，控制变频器以此进一步控制起升电动机的升、降、快中慢三速。PLC的输入信号主要来自外部的控制器、空开触点、按钮、限位，还有变频器的故障和运行信号反馈。

系统的模拟调试。将设计好的程序写入PLC后，首先逐条检查，并改正写入时的错误。用户程序一般现在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用开关按钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不接实际负载。可以根据更能图表，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。在调试时应充分考虑各种可能情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线都应该逐一检查，不能遗漏。发现问题后应该及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种情况下输入量、输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计时器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将他们减小，模拟调试结束后在写入他们的实际设定值。再设计和模拟调试程序的同时可以设计、制作控制台或控制柜，PLC其他之外的硬件安装、接线工作也可以同时进行

基于继电器接触器控制的该龙门起重机电气控制系统总体比较简单，但是其自动化程度和安全稳定性已经无法满足实际生产的需要，经过PLC控制系统的设计改造后，龙门吊的整个控制系统的自动化程度、系统稳定性、工作性能都有所提高，设备故障率明显降低、人机操作性能得到改善、维护检修周期变长、使用寿命得到了延长。这些都说明了龙门吊起升PLC控制系统设计是符合生产需要的，达到了设计预期目标.

参考文献：

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