PLC在行車電氣控制管理中的應(yīng)用

【摘 要】現(xiàn)在生活中所使用的電氣控制回路中存在著諸多問題，這些問題會對行車過程中電動機的工作效率產(chǎn)生影響，PLC在電氣控制回路中的有效使用，可以有效的控制這些不利影響，從而提高電動機的工作效率。本文主要闡述了PLC系統(tǒng)的組成及各部分之間的關(guān)系，分析了PLC系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計，并對工作過程進行了說明。

【關(guān)鍵詞】PLC 電動機變頻器行車

一、現(xiàn)代電氣控制電路在使用中存在的問題

（一）行車經(jīng)常會遇到惡劣的環(huán)境這會使電機進行復(fù)雜繁重的工作，電阻器會因為溫度過高而損壞，結(jié)果經(jīng)常發(fā)生電阻器斷裂和接觸器接地故障等，給電動機帶來不同程度的損壞。

（二）如果在粉塵較多的環(huán)境下工作，加上電動機自身的振動，會降低了繼電器與接觸器對系統(tǒng)控制的可靠性。當(dāng)繼電器與接觸器發(fā)生故障時，會帶來高昂的維護費用，且難度大，維護困難。

（三）在變頻工作狀態(tài)下，電阻器在運行時穩(wěn)定性能差，并且電阻器持續(xù)處于發(fā)熱狀態(tài)會產(chǎn)生電能的嚴重浪費。

為了避免這些問題對電動機在行車過程中產(chǎn)生影響，降低電動機在工作中的運行效率，將可編程控制器（PLC）運用到電氣控制回路中，可以化解上述問題帶來的負面影響，由PLC控制和變頻調(diào)速組成的電路控制系統(tǒng)將成為行車更新?lián)Q代的標(biāo)志。

二、PLC控制變頻拖動的系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)組成

PLC系統(tǒng)需要5臺電動機來驅(qū)動電氣控制系統(tǒng)，其中，兩臺控制大車，剩下三臺分別控制小車、抓斗提升和抓斗開閉。為了安全運行驅(qū)動部件，大概需要4臺PLC對變頻器進行控制和調(diào)動。

PLC主要是控制主令控制器發(fā)出信號，控制接收行車速度的信號，這些速度的控制信號主要是數(shù)字量控制信號，這些信號全部采用匯點式輸入。PLC接收的信號類型有：主令控制器發(fā)出的電動機過熱保護裝置發(fā)出的信號、安全限位信號、控制抓斗正、反轉(zhuǎn)的信號、以及電動機的啟動信號、急停信號、復(fù)位信號等，電平為AC220V。電動機通過接收PLC向變頻器發(fā)出的啟動停止、正反向轉(zhuǎn)動等信號，維持電動機所需的工作狀態(tài)。調(diào)整和控制電動機的運行速度的方式是PLC向變頻器輸出控制指令信號，變頻器會設(shè)定電動機輸出的可變壓，可變頻的電源。

（二）PLC系統(tǒng)的通信功能

PLC采用控制現(xiàn)場總線的方式，控制變頻器，以實現(xiàn)對行車變頻拖動系統(tǒng)的控制。在這個系統(tǒng)中，經(jīng)由選件模塊，小車、起升變頻器和Profibus-DP總線得以連接，并可以正常工作。為了數(shù)據(jù)能夠及時和穩(wěn)定的進行傳輸，整個PLC通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸格式，采用的都是PPC-3，、波特率恒定在387.5KB/s，這樣可以進一步優(yōu)化系統(tǒng)。存在以下優(yōu)點：

1.整個控制系統(tǒng)只需1根兩芯的屏蔽雙絞線，有效減少了維護帶來的不便；

2.在PLC通信過程中采用的這種數(shù)據(jù)傳輸格式，能有效避免因電磁干擾和信號漂移等不利因素給系統(tǒng)帶來的影響，這樣，可以更好達到控制系統(tǒng)運行速度的目的；

3.系統(tǒng)使用連續(xù)增長量控制速度，這樣，變頻器就可以穩(wěn)定接受主令控制器發(fā)出的速度微調(diào)信號，維持抬吊抓斗的平衡性。

（三）應(yīng)急系統(tǒng)

變頻器對系統(tǒng)實施控制可以采用兩種方式，一種是控制總線正常工作時的通信任務(wù)，另一種則是當(dāng)緊急情況發(fā)生時備用的，采用的是開關(guān)控制。這樣可以有效減輕由于緊急狀況下，總線如不能正常運行給整個系統(tǒng)帶來的影響，從而提高工作效率。兩種方式控制下的參數(shù)，是可以進行相互切換的，然而，由于他們在手柄檔位對速度的設(shè)定上是一致的，因此，這種切換不會對使用造成任何影響。

（四）吊鉤精確度的微調(diào)系統(tǒng)

PLC控制的行車變頻拖動系統(tǒng)則采取一種折中的方法進行糾偏：在PLC中設(shè)置兩個閾限值，閾限值1是調(diào)整和控制啟動吊鉤，設(shè)置閾限值2可以停止這種調(diào)整；在起升卷筒上安裝編碼器，通過編碼器讀取輸入的數(shù)據(jù)，并自動計算成應(yīng)起升的高度；將讀取的兩個起升高度進行對比，差值大于閾限值1，則將一個微小的速度偏差疊加在基準(zhǔn)速度上；差值若小于閾限值2，則自動取消微小的偏差，轉(zhuǎn)而通過慣性的控制，減少起升卷筒的高度差；PLC可以將合成的速度值，下載到變頻器中，以進行糾偏，實現(xiàn)同步。

三、PLC的硬軟件設(shè)計

（一） 硬件的設(shè)計：不同的PLC系統(tǒng)控制著行車工作的不同組成部分，大車、小車、抓斗提升和抓斗開閉都是由不同的PLC控制的。

（二）軟件設(shè)計。PLC控制系統(tǒng)采用的是模塊式編程，分為三種不同的模塊，分別是高度換算功能模塊、變頻器開關(guān)量控制功能模塊和變頻器的通信控制模塊。

（三）工作過程。PLC在行車電氣控制電路中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在工作過程上。當(dāng)駕駛室的門和橫梁欄桿關(guān)好后，主令控制器處于零鎖位置，急停開關(guān)斷開，1#、2#安全開關(guān)的常閉觸點打開，才可以按下啟動鍵，同時，將電源接通。一旦發(fā)現(xiàn)緊急狀況，則立即按下急停鍵，機械制動器工作，并且變頻器緊急停機端EMS接通，變頻器即停止工作。

（四）安全保護措施。PLC對電氣控制電路的安全保護措施體現(xiàn)在以下幾個方面：配電：側(cè)梁兩端的部分道路和平臺分別安裝兩個安全開關(guān)，當(dāng)安全開關(guān)關(guān)閉，行車運行可以運行。此外，為了其他員工能安全行駛登機，還專門配備了請求和應(yīng)答按鈕。

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