基于PLC的滑道式收放裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

凡時(shí)建

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們的物質(zhì)和精神水平逐漸提高，全球信息一體化的發(fā)展也為我國(guó)各個(gè)行業(yè)提供了日新月異的新技術(shù)。目前，很多單位和居民區(qū)都常見諸多種形式的基于PLC的控制系統(tǒng)，隨著我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展，很多相關(guān)的控制技術(shù)領(lǐng)域都傾向于智能化和自動(dòng)化發(fā)展。PLC的出現(xiàn)，發(fā)展至今已經(jīng)成為工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的佼佼者?；绞绞辗叛b置控制系統(tǒng)有著相應(yīng)的工作特點(diǎn)，基于PLC的滑道式收放裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)具備低能耗、低噪音、邏輯連鎖強(qiáng)、沖擊力小和安全可靠等特點(diǎn)。本文以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)基于PLC的滑道式收放裝置控制系統(tǒng)做初步設(shè)計(jì)，以期能為相關(guān)技術(shù)人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：PLC；滑道式收放裝置；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

滑道式收放裝置系統(tǒng)是一種較為新型的收放技術(shù)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的收放技術(shù)相比，速度更加迅捷并且安全性能更能得到保障，在實(shí)際的應(yīng)用中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)地位。整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要改變傳統(tǒng)系統(tǒng)的一些弊端比如接線復(fù)雜、高功耗、高沖擊和觸點(diǎn)多等特點(diǎn)。PLC的中文名稱就是可編程控制器，諸多優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被廣泛認(rèn)可，經(jīng)過廣泛的研究資料之后發(fā)現(xiàn)，目前基于PLC的滑道式收放裝置控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣為研究，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究，有著積極的意義。

1 滑道式收放裝置控制原理概述

1.1 滑道式收放裝置的結(jié)構(gòu)

目前的滑道式收放裝置控一般普遍應(yīng)用于船舶中，整個(gè)裝置中包括開關(guān)設(shè)置、尾門鎖、尾門、收放滑道、液壓泵站、控制箱、快速脫鉤裝置，監(jiān)控站、液壓絞車、鉸鏈。在船舶的裝置應(yīng)用中，尾門需要處于開啟狀態(tài)，在拖放船舶時(shí)，由人登上船舶解開固定繩索，開啟液壓泵，待尾門鎖開啟之后，打開開關(guān)裝置，完全打開尾門，脫鉤裝置快速脫鉤，船舶便依靠重力迅速滑出。船舶回收時(shí)，也以極高的速度沖回滑道，滑道前端的液壓絞車便通過繩索將船舶拉回至尾門，最后由尾門鎖將其固定[1]。

1.2 滑道式收放裝置原理

滑道式收放裝置的控制以液壓控制為主，一般采用電動(dòng)液壓泵，電動(dòng)液壓泵也普遍采用帶有一定壓力補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)，在系統(tǒng)不運(yùn)作時(shí)，能夠通過借助補(bǔ)償器的作用保證在較低壓力下待機(jī)，一旦進(jìn)入工作狀態(tài)之后，則補(bǔ)償器能夠感受到壓力流量的需求進(jìn)而提供所需要的流量。裝置中的電磁溢流閥起到安全的控制作用，在液壓系統(tǒng)不工作的狀態(tài)下，動(dòng)作油缸與液壓泵之間的壓力數(shù)據(jù)被控制閥所切斷；而控制閥有所動(dòng)作時(shí)，則能夠接收到油缸壓力信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過油缸之后傳遞給液壓泵，液壓泵據(jù)此信號(hào)給出及時(shí)的反應(yīng)。

2 PLC控制系統(tǒng)概述

PLC是可編程控制器，它的定義是一種通過數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，普遍應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域范疇。PLC中的存儲(chǔ)器能夠在自身內(nèi)部進(jìn)行指令的操作，并通過數(shù)據(jù)、模擬的交互來控制各個(gè)類型的工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)和運(yùn)作[2]。目前從PLC的應(yīng)用范圍能夠看出其應(yīng)用都是以為了擴(kuò)充工業(yè)機(jī)械的功能為原則。

在滑道式收放裝置的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到一些裝置流程要求各個(gè)用電設(shè)備之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系，隨著滑道式收放裝置的人工智能化發(fā)展，也提高了對(duì)其的控制要求。對(duì)于任何工業(yè)行業(yè)來講，智能化的程度越高，則相應(yīng)的控制系統(tǒng)就越復(fù)雜，可操作性也會(huì)因次受到影響。在這樣的條件下，PLC技術(shù)和合理應(yīng)用，將極其有利于提高滑道式收放裝置的控制水平。

3 基于PLC的滑道式收放裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 滑道式收放裝置的控制要求

滑道式收放裝置需要以可靠的安全性作為前提，而可靠的安全性能又需要建立在相對(duì)完善的邏輯連鎖設(shè)計(jì)上，因此，滑道式收放裝置需要實(shí)現(xiàn)一些功能以保證功能和操作的正常實(shí)現(xiàn)。

控制要求主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：1.鎖閉裝置在完全打開之前，必須要在指示燈指示之后再打開鎖閉裝置。2.鎖閉裝置在完全打開之前，也要按照指示燈來進(jìn)行操作。3.待裝置歸位之后，才能打開鎖閉裝置。4.鎖閉裝置進(jìn)行操作之前，除了要根據(jù)指示燈來進(jìn)行操作之外，還應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切斷連接壓力油供應(yīng)。5.裝置歸位之后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)卸載壓力。6.所有連鎖功能除了單獨(dú)越控之外要能夠?qū)崿F(xiàn)總越控。7.整個(gè)系統(tǒng)帶載時(shí)，保證液壓泵不能啟動(dòng)。8.一旦裝置出現(xiàn)故障，系統(tǒng)要能夠自動(dòng)切斷液壓泵的運(yùn)行。9.應(yīng)當(dāng)具備液壓系統(tǒng)的報(bào)警功能。

3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC主要通過各種類型的接口來實(shí)現(xiàn)與外部電路的連接，目前最常用的接口也是很多裝置都在多數(shù)采用的I/O接口模塊，對(duì)于滑道式收放裝置控制電路的設(shè)計(jì)來說，I/O接口模塊就是滑道式收放裝置接受PLC控制的渠道。首先，相關(guān)操作人員要嚴(yán)格按照裝置的需求對(duì)電路中各個(gè)控制元件進(jìn)行有效的控制，通過控制電路中的電器件動(dòng)合和動(dòng)斷觸電，或者經(jīng)電量變送器轉(zhuǎn)換之后的接電來輸入至模塊，輸入模塊再把模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)傳送至PLC，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)滑道式收放裝置的控制。然后再通過輸出模塊來將所處理的信息傳遞到控制電路中的執(zhí)行元件一端，由執(zhí)行元件控制主電路中的電器元件，進(jìn)而達(dá)到對(duì)滑道式收放裝置的有效控制[3]。

根據(jù)不同應(yīng)用的不同種類裝置，也有著不同的特點(diǎn)，PLC因?yàn)橛兄漤憫?yīng)的應(yīng)用特點(diǎn)，致使I/O的地址分配以及元件的安排與滑道式收放裝置功能相對(duì)應(yīng)?；朗绞辗叛b置所有的操作均集中于一個(gè)監(jiān)控站來完成，是控制和狀態(tài)顯示的中心。

3.3 應(yīng)急狀態(tài)的處理

滑道式收放裝置的控制系統(tǒng)中心需要將PLC的故障考慮進(jìn)去，PLC容易發(fā)生的故障包括傳感器的故障、控制線路的故障等，故障的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致PLC的失靈，并且對(duì)于整個(gè)裝置的控制是聯(lián)鎖的控制，因此液壓系統(tǒng)不能單獨(dú)建立壓力。在這樣的條件下，為了保證滑道式收放裝置能夠順利運(yùn)行，就需要設(shè)計(jì)一系列應(yīng)急措施以便及時(shí)解決相應(yīng)的問題。電磁溢流閥需要依賴總越控來進(jìn)行吸合，吸合之后自動(dòng)推動(dòng)操縱桿，使滑道式收放裝置順利運(yùn)行，但是電磁溢流閥一旦通電會(huì)瞬間產(chǎn)生巨大電流，對(duì)PLC造成重大的影響，也就會(huì)降低系統(tǒng)的安全可靠性，因此需要將二極管并聯(lián)在電磁溢流閥兩端，以吸附產(chǎn)生的電流，最大化減小對(duì)PLV等元件的沖擊。在執(zhí)行總越控之后，系統(tǒng)的邏輯控制功能就會(huì)失效，進(jìn)而聯(lián)鎖保護(hù)也會(huì)失效，因此需要在按鈕上加設(shè)保護(hù)蓋，以防止人為誤操作情況的發(fā)生。

3.4 PLC編程

PLC的程序氛圍邏輯控制、狀態(tài)顯示與故障警報(bào)三個(gè)部分所構(gòu)成，其中邏輯控制的程序設(shè)計(jì)與其他裝置有著諸多相似之處，狀態(tài)顯示與故障報(bào)警的編程則相對(duì)要簡(jiǎn)單。PLC的編程需要按照相應(yīng)的地址功能來進(jìn)行。

4 結(jié)論

綜上所述，滑道式收放裝置控制系統(tǒng)在當(dāng)前時(shí)代的背景下有著日益廣泛的應(yīng)用，PLC作為有著諸多優(yōu)勢(shì)的編程控制器也將在工業(yè)和電氣自動(dòng)化領(lǐng)域越發(fā)體現(xiàn)出重要的地位，因此，對(duì)基于PLC的滑道式收放裝置控制系統(tǒng)不斷進(jìn)行深入的探討從而制定出更優(yōu)化的設(shè)計(jì)，有利于我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁艷爭(zhēng)，姚新紅，黃詠梅，任學(xué)弟.基于LabVIEW和PLC的容量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2011（01）：20-21.

[2] 劉輝，趙遠(yuǎn)征，嚴(yán)軍.艉滑道式小艇收放裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析[J].中國(guó)艦船研究，2012（03）：68-73.

[3] 孫寶國(guó)，劉海，施愷明.高速工作艇及其收放裝置的設(shè)計(jì)探討

[J].船舶工程，2011（02）：29-32+40.