淺談PLC在客滾連接橋液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要 如今，PLC電子控制系統(tǒng)已經(jīng)成為工業(yè)化大生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，能有效提升生產(chǎn)效率，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益?？蜐L連接橋是常見(jiàn)的碼頭滾裝船作業(yè)區(qū)域內(nèi)的重要結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)備，其液壓系統(tǒng)在PLC的應(yīng)用控制中有更突出的表現(xiàn)。本文首先探討客滾連接橋的構(gòu)成原理，并探討了PLC在液壓系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用，僅供相關(guān)行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞 PLC 液壓系統(tǒng) 客滾連接橋

可編程邏輯控制器PLC是致力于改善工業(yè)環(huán)境、提升工業(yè)生產(chǎn)制造效率、降低人工投入成本、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模與效益等目的，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)而成的電子系統(tǒng)。PLC能夠在各種智能化終端實(shí)現(xiàn)快速控制運(yùn)行的目的。客滾連接橋是常見(jiàn)的碼頭滾裝船作業(yè)區(qū)域內(nèi)的重要結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)備，能夠在碼頭與滾裝船之間搭建更多硬性連接，鋪就用于車(chē)輛運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械通道，便于滾裝船上所有搭載車(chē)輛完成上下船工作?？蜐L連接橋的液壓系統(tǒng)是重要的動(dòng)力支撐系統(tǒng)，能夠穩(wěn)定面對(duì)各種船型與不同潮位變化，體現(xiàn)操作簡(jiǎn)易化、升降動(dòng)作平穩(wěn)化、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，其中PLC系統(tǒng)的應(yīng)用將這些優(yōu)勢(shì)發(fā)揮得更加充分。

一、客滾連接橋系統(tǒng)

液壓客滾連接橋系統(tǒng)主要是由橋身、剛性立柱、安全鎖定單元、導(dǎo)向單元、液壓系統(tǒng)及電控單元組成。在連接橋省的前段，剛性立柱能夠安裝懸吊多個(gè)液壓缸，這些液壓缸可實(shí)現(xiàn)自由伸縮，帶動(dòng)整個(gè)橋體在水面上下仰俯，其吃水能力的設(shè)置有效適應(yīng)不同規(guī)格及噸位的船舶，在不同潮位變化中完成連接橋作業(yè)。整個(gè)橋體的平穩(wěn)可靠性是由液壓系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)的，作用于液壓缸的伸縮來(lái)體現(xiàn)。PLC系統(tǒng)是控制液壓系統(tǒng)的重要組成部分。

二、客滾連接橋液壓系統(tǒng)的工作原理及PLC應(yīng)用

（一）液壓系統(tǒng)

以國(guó)內(nèi)主要滾裝碼頭常用的雙缸連接橋?yàn)槔?，液壓系統(tǒng)設(shè)置主要由兩個(gè)升降液壓缸、液壓泵站、多功能操作臺(tái)以及電控柜等組成。其主要的功能與動(dòng)作技術(shù)要求如下：

第一，液壓系統(tǒng)的操作設(shè)計(jì)為手動(dòng)/自動(dòng)兩種操作模式，可滿(mǎn)足人工介入與無(wú)人狀態(tài)兩種工作要求。第二，系統(tǒng)設(shè)置的兩個(gè)升降液壓缸可實(shí)現(xiàn)分布獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，也可變換口令執(zhí)行同步上下伸縮運(yùn)動(dòng)。第三，液壓缸的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)置為點(diǎn)動(dòng)或連動(dòng)感應(yīng)，在運(yùn)動(dòng)中有序?qū)崿F(xiàn)往復(fù)上下升降功能。第四，按照設(shè)計(jì)要求，兩個(gè)升降液壓缸體之間的同步誤差精度要控制在低于30mm的范圍內(nèi)，同時(shí)還對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有自動(dòng)調(diào)整功能，一旦出現(xiàn)雙缸同步誤差大于30mm的情況，自動(dòng)調(diào)整程序就會(huì)被激勵(lì)響應(yīng)，完成系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)整。第五，系統(tǒng)設(shè)置有運(yùn)動(dòng)保護(hù)裝置，接受對(duì)液位高低限度、橋體限位、系統(tǒng)溫度、液壓超壓等情況的檢測(cè)與保護(hù)。

（二）連接橋電控系統(tǒng)的組成及原理

連接橋電控系統(tǒng)由操作臺(tái)、主電控柜、內(nèi)置液壓缸位移傳感器、參數(shù)顯示儀表等主要部位組成。對(duì)于其功能要求體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，專(zhuān)為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的液壓泵單元，并附有兩套電機(jī)組，一套作為主動(dòng)運(yùn)行裝置，另一套作為備用，兩套泵/電機(jī)組相互間實(shí)行互鎖機(jī)制；第二，電控系統(tǒng)的操作臺(tái)及電控柜內(nèi)的可見(jiàn)控制按鈕，安全電壓設(shè)為24V；第三，在液壓油箱安裝加熱器，有效監(jiān)控并主動(dòng)保持適宜工作溫度；第四，內(nèi)置液壓缸位移傳感器的設(shè)置，能夠有效監(jiān)控液壓泵內(nèi)液位、液壓缸體的伸縮限位等信號(hào)，并向中央控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，等待接收下一步信號(hào)反饋。

在電機(jī)控制部分，泵/電機(jī)組采用星-三角啟動(dòng)控制模式，即利用雙頭開(kāi)關(guān)在主動(dòng)運(yùn)行電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，切換電機(jī)線(xiàn)路連接，應(yīng)以星型為主，啟動(dòng)成功后，電機(jī)再改接成三角形接線(xiàn)。星-三角以降壓?jiǎn)?dòng)為主要原理，犧牲了功率來(lái)得到不改變電流變化的目的，這樣就需要綜合看待電機(jī)功率以及負(fù)載大小來(lái)確定星-三角啟動(dòng)的合理性。常規(guī)設(shè)計(jì)中，其中一套主動(dòng)運(yùn)行的電機(jī)組設(shè)置有三個(gè)控制電路。其中一個(gè)控制電路為整個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)關(guān)停開(kāi)關(guān)，并聯(lián)電路中為電機(jī)星-三角啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。備用電機(jī)的電路設(shè)置同樣如此。同時(shí)，電加熱器也設(shè)置了控制開(kāi)關(guān)，可在PLC的控制下一鍵完成電加熱器的開(kāi)關(guān)與閉合。

（三）PLC在客滾連接橋液壓系統(tǒng)中的控制應(yīng)用

PLC系統(tǒng)可有效采集液壓系統(tǒng)中傳感器、開(kāi)關(guān)等位置傳來(lái)的信號(hào)，這些信號(hào)包括橋體位移、液壓溫度、液壓泵內(nèi)液位、液壓缸體的伸縮限位等，對(duì)信號(hào)積極分析后對(duì)應(yīng)處理，向各主要輸出單位發(fā)送信號(hào)指令。由PLC控制繼電器單元，并由繼電器來(lái)驅(qū)動(dòng)交流接觸器實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)合接觸，完成對(duì)全液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。

PLC控制的主要流程是：正常開(kāi)機(jī)后，PLC系統(tǒng)也隨之啟動(dòng)運(yùn)行，積極發(fā)出指令由各部位的傳感器進(jìn)行位移、溫度、液位與限位等指標(biāo)檢測(cè)。所有指標(biāo)滿(mǎn)足要求后，啟動(dòng)液壓泵，并選擇執(zhí)行液壓缸的人工/自動(dòng)方式，同時(shí)確定液壓缸的升降控制方式。如選擇液壓缸的獨(dú)立升降后，PLC將轉(zhuǎn)為對(duì)主運(yùn)行液壓缸的控制，積極采用星-三角啟動(dòng)方式來(lái)控制泵/電機(jī)組。若采用與橋身同步升降的方式，則需要進(jìn)一步確定液壓缸與橋身之間的同步誤差，在合理范圍內(nèi)時(shí)實(shí)現(xiàn)同步升降；若出現(xiàn)誤差超過(guò)30mm情況，PLC將自動(dòng)完成同步調(diào)整，并重新確定液壓缸與橋身之間的同步誤差，始終保持在誤差合理范圍內(nèi)時(shí)開(kāi)始同步升降，完成客滾連接橋液壓系統(tǒng)對(duì)橋身及液壓缸的有效控制。

三、結(jié)語(yǔ)

目前，客滾連接橋積極融合液壓、電控與機(jī)械控制等不同技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了滾裝碼頭在安全生產(chǎn)中所必需的各項(xiàng)要求。隨著PLC技術(shù)的不斷完善，相信PLC在客滾連接橋的應(yīng)用中還會(huì)發(fā)揮更加出色的作用，全面保障港口及碼頭的正常有序運(yùn)行。

（作者單位為煙臺(tái)港集團(tuán)有限公司）

[作者簡(jiǎn)介：許欽科（1980—），男，山東單縣人，本科，工程師，主要研究方向：技術(shù)設(shè)備管理。]

參考文獻(xiàn)

[1] 曹提君，紀(jì)秀娟，王可亮. PLC在客滾連接橋液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].液壓與氣動(dòng)，2009（11）： 51-53.

[2] 劉職榮.客滾連接橋升級(jí)改造設(shè)計(jì)[J].中國(guó)機(jī)械，2015（3）：3233.