基于PLC控制的桥式起重机电气设计分析

崔学锋 袁欢欢

【摘 要】桥式起重机传统电气控制系统接线复杂，运行中经常出现故障，控制效果较弱，维护维修困难。本文以PLC控制系统为例进行分析，该系统提供AC800M控制器硬件配置信息，将其应用到桥式起重机控制中，具有控制线路简单、控制系统安全智能等特点，可以有效提高生产效率，促进相关产业的稳定发展。

【关键词】PLC控制;桥式起重机;电气设计

引言

随着我国经济水平的不断提高和科学技术的不断发展，PLC控制系统应运而生，具有灵敏性、安全性、简单性等特征，在提高电气自动化设备控制效果、运行性能和调试效率等方面体现出非常重要的应用价值。因此，如何科学应用PLC控制系统，实现电气设备的智能化、自动化发展是相关领域技术人员必须思考和解决的问题。

1PLC技术概述

PLC技术主要指的是可以展开编辑的控制器，通过将该技术应用于电气工程自动化控制中能够对工作中产生的数据展开全面计算，也能够自动对计算结果展开分析，并且利用系统对数据进行存储。对于PLC技术来说，该技术包括了数据输入、输出以及存储装置。在一般情况下，工作人员可以根据工作需求对系统进行全面设置，并且根据工作项目的不同需求，对工作环节进行减少或增加，在工作需要的前提之下也可以连接额外的设备。PLC技术本身就具备相对较强的性能，在使用过程中便捷且不容易被干扰，后期的维护也相对简单，其优点在自动化控制工程方面起到了非常大的作用。电气系统如果采用PLC控制方式，就会减少部分人工环节，相当于只要是通过内部线路将它与相应的软件进行关联，就能够确保电气控制系统的持续稳定，降低相应的风险。

2关于桥式起重机

桥式起重机由电动机驱动车沿轨道纵向前后运动，另一车及提升机构由电动机驱动，沿桥架轨道控制设备左右运动。若升降重物，则由起重电机驱动垂直运动，实现重物多角度、多方面运动。而PLC桥式起重机的电气系统由配电保护板块、主副起升机板块、PLC控制模块等构成，各个模块由PLC控制器、变频器、纠偏设置、安全保护构成。ABB品牌的PLC控制器由AC800M控制器、机柜、CB（ControlBuilder）编程工具、I/O中心、CEX-bus通信线、CPU、DIN轨道等内容构成。

3PLC的特点

简单高效是PLC技术的一大优势，PLC的安装对环境要求不高，在连接时把接口端和执行检测相关设备进行正确连接就可实现PLC的正常工作。工作人员可以对控制系统中的模块进行灵活改变，拥有更快的运行速度和更高的可靠性。同时PLC技术的实用性很强，能够适用与各种场合，而且编程简单，即使编程人员不具备专业的编程知识页而已很快上手使用。PLC在系统设计上一般采用的是集成化程度很高的微型计算机，使PLC技术在使用时更加方便灵活，用于复杂的自动化控制系统，比如工业生产控制、过程检测、电气自动化控制系统、智能化系统等。除以上两个优势外，PLC技术的抗干扰能力极强，这一优点也使得PLC技术能够被广泛应用于各行业中。该技术应用屏蔽方式提高抗干扰能力，其控制电源是电网提供，但是电网提高电源的方式很容易受到机器故障、电网短路、设备的启动和停止等干扰，对PLC供电产生影响，会造成PLC程序錯误，使自动化控制设备失控。在对PLC进行处理时，一方面会提高安全性，另一方面是减小电磁干扰。

4PLC桥式起重机电气控制系统理论设计

4.1变频器设计

桥式起重机设计选择AC800M控制器，而其变频器优势突出：（1）软件性能好，控制程序对变量负载的速度、转矩、电气制动控制效果突出。（2）安全性能突出，保护功能齐全，过流、过载、过压都有报警和保护功能。（3）具有限流功能，系统启动对电网影响小，不会影响电网其他设备稳定运行。（4）具有零速转矩功能，吊鉤从运行到降为零速，系统先产生一定转矩，指导电磁制动器抱住电动机轴，避免溜钩。

4.2顺序控制

电气自动化设备主要采用顺序控制的模式与其他系统进行辅助工作，而PLC控制系统的应用可以实现对顺序控制模式的直接控制。目前，大量企业对资源利用率的提高给予了充分的关注和重视，因此，如何科学应用新型技术，避免企业在经营和管理过程中出现不必要的资源浪费，提高资源的利用率是相关人员必须思考和解决的问题。PLC控制系统通过应用顺序控制方式，可以单向控制电气自动化设备的生产环节和生产流程，不仅可以提高电气设备的自动化控制效率和效果，还能尽可能缩小资源的使用量，起到节约资源和保护资源的作用。在具体的工程实践中，通过应用PLC控制系统的顺序控制模式，可以实现对开关量的有效控制，进一步改善和优化继电器相关控制元件，从而使电气设备的自动化控制具有高度的灵敏性和顺序性，避免出现控制效果差和控制顺序混乱等问题。

4.3在开关量逻辑控制中的应用

电气设备运行过程中，其开关之间有着非常复杂的关联。电气自动化设备能否稳定运行的关键在于能否对逻辑开关进行有效控制。针对这一问题，可充分利用PLC对电气设备的逻辑开关进行自动化控制，从而保障电气系统的有运行。PLC技术有着极其强大的抗干扰能力，且安全性、可靠性与其他控制技术相比，有着绝对优势。通过在线路中加装屏蔽双绞线与磁环，能够有效降低环境因素对内部电路造成的干扰。在PLC技术的应用过程中，可将指令输入其可编辑存储区，然后通过输入接口与输出接口，将指令传送至运行系统，从而实现对操作对象的有效控制。通过PLC技术，根据电气设备运行时间与开关，对设备逻辑开关进行合理控制，一旦逻辑开关的设置值发生变化，控制开关就会自动闭合，从而有效保障电气设备的稳定运行。此外，为了提升逻辑开关的控制水平，应根据设计要求，合理设置控制开关的闭合路径与实践，以进一步提升电气自动化控制的运行水平。

结束语

综上所述，针对桥式起重机的作业需求及相关机构参数，提出以PLC技术对其控制系统设计，并对其硬件系统等进行设计分析。由PLC系统技术支持的桥式起重机，其系统安全性突出，且操作简便，可大大提高桥式起重机的控制性能，提高起重机工作效率。本文在现有技术基础上，提出以PLC控制代替传统继电器、电阻调速等，对电气控制系统及电路保护进行安全设计，将桥式起重机的控制效率简化分析。采用PLC技术，还可以及时检测出系统存在的不良现象，提前发现安全隐患并报警，有利于及时排除故障，降低故障后果，提高起重机的实际工作效率，所以PLC技术在当前及未来的市场中应用前景广阔。

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（作者单位：河南工学院机械工程学院）