PLC在電力起重機械中的應用與問題分析

【摘要】電力起重機械是工程施工中的一類主要應用設備，為提升其工作效率，PLC控制系統(tǒng)被廣泛應用到電力起重機械中進行動作和功能控制。本文首先對PLC控制系統(tǒng)的應用優(yōu)勢進行了分析，然后對其在電力起重機械中的具體應用和問題排除進行了討論和研究。

【關鍵詞】電力起重機械；PLC；控制系統(tǒng)

隨著PLC技術及其相關器件的發(fā)展，PLC作為控制系統(tǒng)在電力起重機械中的應用得到了普及，使用PLC控制繼電器完成相關控制工作能夠進一步簡化控制系統(tǒng)結構，增強回路調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)施工的自動化、高效化。

1、PLC控制系統(tǒng)優(yōu)勢分析

傳統(tǒng)的電力起重機械所使用的控制設備為繼電器或觸控器，這類設備雖然能夠完成控制任務，但是在應用中存在一些不足或問題：整個控制系統(tǒng)采用硬邏輯并行運行，為實現(xiàn)特定的功能需要使用大量的繼電器和執(zhí)行大量的觸電操作，一旦某一繼電器出現(xiàn)故障，則會對其他繼電器造成影響；控制過程中繼電器需要頻繁執(zhí)行操作，長時間運行后容易出現(xiàn)碳化，導致系統(tǒng)故障；使用接觸器控制的電力起重機械容易在電機換擋過程中出現(xiàn)大電流沖擊，不能完全保證運行穩(wěn)定性。

而PLC電路作為電力起重機械的控制器件能夠有效改善上述問題，其所使用的微處理芯片以控制電平的方式輸出控制信號，將硬控制變?yōu)檐浛刂?，可有效減少控制過程中出現(xiàn)的機械磨損和動作故障。同時，PLC控制電路具有非常靈活的編程方式，可通過軟件編程的方式實現(xiàn)多操作內(nèi)容的控制，降低了各動作的關聯(lián)性，避免了同時接通或同時斷開等現(xiàn)象的出現(xiàn)。此外，PLC控制電路的調(diào)速實現(xiàn)方式為分段調(diào)速，其控制更平滑，穩(wěn)定性更好。

2、PLC在電力起重機械中的應用

PLC控制電路通常采用專用的運動控制模塊進行功能控制，起重器械中所使用的溫度、速度、壓力、液位等模擬變量可以通過模數(shù)轉化模塊轉化為控制系統(tǒng)能夠識別的數(shù)字量，經(jīng)過處理后再經(jīng)過數(shù)模轉化模塊轉化為模擬量實現(xiàn)動作控制。

在開關量邏輯控制方面，PLC控制系統(tǒng)既能夠?qū)闻_設備進行控制，也能夠?qū)Χ鄼C群進行控制，系統(tǒng)結構非常靈活。

以塔式、龍門式起重機和汽車式起重機為例。

汽車式起重機中使用液壓控制馬達驅(qū)動系統(tǒng)工作，為實現(xiàn)繼電器的羅技鍵盤控制，只需要對PLC控制芯片進行編程，分別將各限位接觸開關的聯(lián)合工作狀態(tài)寫入控制程序中的輸入輸出端即可實現(xiàn)邏輯控制，其電路輸入輸出端口清晰，電路結構簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性能夠得到有效保證。

塔式、龍門式起重機使用380V電源控制電動機進行工作，其特點是需要對電動機進行調(diào)速，必要時還需要使用液力耦合器作為緩沖。若使用PLC控制電路和變頻器進行改進，能夠?qū)⑼獠侩娫崔D化為平滑度較高的直流電流，然后通過控制電路再將直流電流轉化為頻率和電壓可變的交流電實現(xiàn)變速控制。應用PLC控制電路可提升控制精度和變速平滑度，防止溜鉤等問題出現(xiàn)，有效拓展起重機的應用場景，增強系統(tǒng)工作安全性能。

3、常見問題及解決措施

雖然在電力起重機械中應用PLC控制系統(tǒng)可有效提升起重機的工作安全性和可靠性，但是在應用過程中不可避免的會出現(xiàn)多種問題，此時需要根據(jù)具體問題制定相應的解決方案，及時排除故障，避免影響設備的正常工作。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，基于PLC的起重機械系統(tǒng)中百分之九十以上的故障和問題出現(xiàn)在外部設備或附屬系統(tǒng)中，不超過百分之十的問題是由PLC本身所引起的。

3.1外部電源干擾故障

當起重機械會出現(xiàn)電壓不穩(wěn)，動作精度下降或不能正常工作時，故障通常是出現(xiàn)在電源端。此時需要對供電系統(tǒng)的絕緣性、線耗等進行查看。

外部電源的正常工作范圍為交流電170～260V，對其進行檢查時可以首先檢查PLC輸入輸出電路、操作手柄以及開關信號等位置的供電電源是否處于正常狀態(tài)，若不正常則進一步的查看電纜是否老化、接線端子連接是否牢固，積塵是否過多，修復或拆裝替換后即可排除該故障。

3.2變頻器干擾和接地故障

某些情況下雖然設備系統(tǒng)仍然能夠正常工作，但是控制系統(tǒng)會出現(xiàn)不明原因的噪聲或數(shù)字的連續(xù)數(shù)字跳動，則該故障通常是因變頻器相關器件頻繁動作致使出現(xiàn)干擾所引起的。此時需要對變頻器連接電路進行檢查，確認接地是否正確，供電電源是否正常，變頻器線路與PLC線路是否獨立等。在此基礎上重新做好接地處理或更換抗噪性更好的屏蔽線或雙絞線等即可排除該故障。

3.3其他電磁信號對系統(tǒng)信號的干擾

某些情況下，若PLC控制系統(tǒng)沒有做好適當?shù)碾姶牌帘未胧?，會受到外部的電磁信號的干擾，致使PLC控制系統(tǒng)顯示不正確或信號燈反復閃爍。此時需要重新檢查PLC控制系統(tǒng)的地線，避免出現(xiàn)線路混接。

3.4內(nèi)部電源故障

某些情況下需要同時使用多臺機械進行施工，若某一臺機械提示電池電量不足，而其他機械中又未安裝內(nèi)部供電電源，則容易導致系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)丟失。為避免該故障的出現(xiàn)要正確、及時的做好電池更換操作：拆裝前保證PLC內(nèi)的備用電源電容器具有足夠的電量，避免RAM信息因斷電丟失；拆裝過程中要盡量控制更換時間，避免時間超過3分鐘，導致機械斷電而引起數(shù)據(jù)丟失。

3.5主機板工作異常

某些情況下，新安裝完成的機械會出現(xiàn)指示燈顯示錯誤或系統(tǒng)無法正常工作等問題，此時需要對主機板各功能模塊，輸入輸出線路等進行檢查，將系統(tǒng)控制程序調(diào)整至正常工作狀態(tài)。

總結

基于PLC的電力起重機械能夠有效提升機械的工作效率，增大系統(tǒng)工作的自動化水平。但是在應用PLC電力起重機械過程中需要對系統(tǒng)的各功能和狀態(tài)做好維護工作，避免故障對施工工作所帶來的影響。

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