PLC在起重机并车控制中的应用

1、计算机 PLC应用 机床电器2002No.1PLC在起重机并车控制中的应用朱学军 (宁夏大学机械工程系750011)摘要:从起重机并车控制的实际需要出发,介绍了一种利用可编程序控制器(PLC)的通讯功能进行电气并车控制的基本方法和设计思路。关键词: 起重机;PLC;并车控制中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2002)01-0027-03ApplicationofPLCinCraneCombineControlZHUXuejunMechinacalEngineeringDepartmentofNingxiaUniversity(750011)Abstract:

2、Beginningfromthepracticalneedsofcranecombinecontrol,thispaperintroducesatechniquethatcandoelectriccombinecontrolbyPLCanditsthoughtofdesign.Keywords:Crane;PLC;Combinecontrol0 引言起重机械是工业生产过程中使用频繁的大型设a.单台PLC与远程I/O站的联接:适用于远动控制;b.PLC之间的联接:用于PLC与PLC之间的数据交换。交换的数据可以是命令、I/O状态或其他信息。利用这种联接方式,可方便地实现PLC之间的主从控制。c.

3、PLC与上位计算机的联接:可实现PLC与个人计算机或工控机之间的信息交换。通讯接口多采用RS-232-C,RS-422,RS-485或20mA电流环串行接口。备。应用于冶金、铸造和电站机房中的桥式起重机,由于生产设备或产品的特殊性,经常需要两台起重机联合完成吊装运输任务,俗称 并车 。以往两台起重机在并车作业时,多是依靠人工指挥,两台起重机的相应机构(如主起升机构,大车运行机构,小车运行机构等)分别动作,吊装精度与安全性较差,基本上没有电气并网联动装置。随着PLC的广泛应用和起重机电控设备的不断发展,利用PLC的通讯功能可以方便地实现起重机的电气并车控制。1 可编程序控制器(PLC)通讯功能简

4、介可编程序控制器(以下简称PLC)是一种实时工业控制计算机系统,具有硬件组态灵活,抗干扰能力强,编程方便等特点,特别适用于开关量逻辑控制,具有完善的自诊断和监测功能。随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展,PLC已成为现代工业生产和过程控制的中坚力量。通讯联网是PLC的主要功能之一,也是PLC向高性能、标准化方向发展的趋势之一。以三菱公司F系列,OMRON公司C系列和SIEMENS公司S7、S5系列PLC为代表,现代PLC的联网通信方式主要有以下三种:2 PLC通讯并车控制系统的专用设备a.PLC(硬件):两台起重机各配置一套,用于管理参与并车的机构和实现并车控制;b.编程器:两套PLC共用一台

5、,用于编制用户控制程序(也可借助于计算机编程);c.通讯电缆:一根或两根,用于两台PLC的数据传递。d.打印机和计算机:视用户需要而定,可用来打印、显示并车数据与并车状态。3 并车控制专用设备的选择与设计3 1 PLC的硬件配置参见图1,以SIEMENS S5-115UPLC为例。机床电器2002No.1 计算机 PLC应用动机单独运转,只需按下按钮 X402 ,并车程序被跳转(CJP701至EJP701段),副小车控制器起作用,线圈Y531Y536输出控制信号。3.3 编程器的选择可以选用简易编程器(编制指令表),也可选用手持图形编辑器(编制梯形图),视PLC硬件配置及用户条件而定。3.4

6、通讯电缆的选择可选用双绞线或同轴电缆,均可起到抗电磁干扰,保证传输效率的作用。4 PLC通讯并车控制的基本原理PLC通讯并车控制系统主要是利用PLC的通讯模板或点对点通讯接口(如SIEMENS公司S7系列MPI接口)进行串行并车通讯,从而实现两台桥式起重机的主从控制。专用的通讯电缆(单根或双根)是PS-电源模块;CUP-中央处理单元;CP523-PLC与PC通讯模块;CP524-PLC通讯模块;PG720-编程器;ASTAT9-ABB调压装置;ACS5-ABB变频调速装置。传递并车信息的媒介,并车逻辑控制由用户编制的现场控制程序完成。该系统可以根据用户的需要编制或修改控制程序,随意设定主控车和

7、备控车。设定完成后,若在主控车中进行操作,通过PLC可使被控车的操作装置闭锁,以免发生误操作。此时,在主控车中,利用某机构控制器可以控制两台起重机参与并车作业的相应机构同时动作;也可以通过修改设定,使主控车和被控车中参与并车作业的机构单独动作,以达到及时纠偏,确保吊运精度的目的。图1 硬件配置图a.按现场工艺要求的运行速度和用户程序的存储空间选定基本单元;b.依据参与并车的机构中,输入和输出元件的数量决定I/O总点数,确定相应的I/O扩展模块、通讯模块和其他功能模块。3.2 用户程序的设计以起重机小车运行机构的并车控制为例,PLC选用三菱F1系列参见图2。当按下并车按钮 X401 时,两台起重

8、机处于并车状态,副小车控制器(X411,X412,X413,X414)被跳转(CJP702至EJP702段),由主小车控制器(X405,X406,X409,X410,X414)统一控制,两台小车运行电动机(Y431,Y432;Y531,Y532输出控制)同时运转。三档速度的调节,主小车由线圈Y433,Y434,Y435和Y436输出控制;副小车由线圈Y533,Y534,Y535和Y536输出控制。定时器T451和T452替代了原控制屏中的时间继电器。X407,X400;X416,X417分别是主副小车的行程限位开关。当按下按钮 X403 时,线圈Y431Y436输出控制信号,可以实现主小车电动

9、机的单独运转。此时,副小车控制电路被闭锁;反之,若需要副小车电5 PLC通讯并车控制系统的特点a.采用PLC对参与并车的相应机构进行控制和管理,使得并车吊运时的信号显示和故障监测十分方便,可以大大缩短检修时间;b.采用PLC作为专用并车装置,可以节省司机室内的空间,方便司机操作;c.并车机构的逻辑控制大多是由PLC以扫描方式执行用户程序来完成,与继电器控制电路相比,减少了大量的中间继电器和时间继电器,使得单台起重机的电控配置可以达到相当的高度,各种调速装置(如可控硅定子调压调速装置,交流变频调速装置等)均可顺利连接于PLC的控制当中,从而实现对各机构电动机的高精度实时控制。d.并车时采用专用接

10、口,并车联接方便,传输信息快捷准确。计算机 PLC应用 机床电器2002No.1图2 程序设计图6 结束语利用PLC进行通讯并车控制的设计方法,既适参考文献1 刘瑞齐,李元章.起重运输机械电气设备M.北京:中国铁道出版社,1984.2 江秀汉,李萍.可编程序控制器原理及应用M.西安:西安电子科技大学出版社,1996.3 廖常初.可编程序控制器应用技术M.重庆:重庆大学出版社,1998.收稿日期:2001-09-26断路器)和检查用引出线(对于漏电断路器),以达到机床等紧急停止的目的。主要的特长如下:a.纵向尺寸和小型继电器插座的纵向尺寸一致,是行业内最小尺寸。b.标准产品即可以采用IEC导轨安装、螺钉安装、面板安装三种安装方式。c.虽然尺寸小,还是有丰富的选用件种类。包括AL/AX/SHT/TBL/前面接线用端子罩/后面接线用端子罩。刘元洪译自三菱电机2000年用于新产品的开发,也适用于老设备的改造。随着计算机自控技术的不断发展,应用高科技来保证并车吊运的精度及安全可靠性将是必然的趋势。所以,PLC通讯并车控制系统应该是起重机实现并