PLC技术在桥式起重机控制系统中的运用初探

蒋开 王一春

摘 要：随着科技水平的不断提升，PLC技术逐渐广泛应用于现代工业生产等领域，并且在桥式起重机控制系统的改造优化中发挥了巨大的作用。本文先简要分析了桥式起重机控制系统的设计要求，随后对PLC技术在桥式起重机控制系统相关处理模块中的运用进行了论述。

关键词：PLC技术;桥式起重机;控制系统;运行机构

前言：PLC是指可编程逻辑控制器，通过内部存储的各种操作指令来控制机械设备的生产和运行。桥式起重机常作业于较差的工作环境，在搬运重物中频繁制动、变速等，对其承载力和调速要求极高。而PLC技术的运用便对桥式起重机控制系统的加强起到了巨大的作用。

一、桥式起重机控制系统设计要求

桥式起重机的运行形式分别为大车运行机构控制前后运动，小车运行机构控制左右运动，起升机构则控制升降运动，若要驱动桥式起重机的运行机构，可通过分别驱动、合力驱动等方式[1]。而大、小车驱动运行时的惯性很大，因而为确保起重机正常、稳定、安全运行，还需要加强其控制系统设计要求。

在桥式起重机整体结构中，PLC技术主用于电气控制系统中，经改造后，主要结构有上位机、下位机和变频调速控制三个模块，可在高效地变频调速下提高运行效率。为防止运行过程中出现电网被谐波污染的现象，则需对每个变频器配备电抗器，以便更好地控制电流峰值。桥式起重机起升机构主副机构的发电机都各需安装一个额定电流的变频器，选用依据是固定电流、电动机负荷率是否符合需要。当起升机构开始运行后，PLC便会自动接收和处理编码器信息，避免了吊钩下滑的状况发生。此外，由于桥式起重机运行机构使用不多，在调控运行速度时，一般依据定额功率来选择更适合的变频器。

二、PLC技术技术在桥式起重机控制系统中的运用

（一）PLC技术改造优化按钮模块

桥式起重机的按钮主要有上下、左右、前后以及紧急停止按钮，而按钮模块的控制成效会直接影响起重机整体管控机构的运行效率和结果。以往的按钮模块中，当起重机结束作业并还处于通电状态下时，需立即按下紧急停止按钮，否则将会容易引发安全事故。运用PLC技术对桥式起重机按钮模块进行优化改造后，改变了以往安全系数低的操作方式，可以更加系统化控制按钮模块、发电机乃至整体系统。PLC利用自身存储的电磁阀和电动机运行模式与实操框架的指令信息及时对其进行全面分析和管控，当其发出操作指令后，按钮模块便会自动选择启动和停止操作，有利于省电、保护机械降低损耗以及避免发生安全事故，进一步提高了桥式起重机整体系统的运行效率和参数控制效果。

（二）PLC技术改造优化通讯模块

当重物形体过长、起重量过大等情况下，一台桥式起重机根本无法满足起重需求，此时便要再加一台桥式起重机才能完成起重工作。若要进行并车抬吊，两台机械必须高度同步作业，反之，则可独立作业。而这便需要桥式起重机通讯模块具备良好性能，进而确保顺利起重。PLC便可利用其数据通讯技术对桥式起重机的通讯模块进行改造和优化。硬件系统中，PLC与上位机结构相连，且受上位机的管控;软件系统中，PLC和上位机会进行数据变量交换，便实现了通讯。在这过程中，PLC技术是对变频器和发电机的运行进行集中控制，而后便将接收到的有效指令或按钮模块传递的操作信号集中在CPU中进行计算与处理，再通过其通讯模块将处理结果安全传送给变频器等运行机构，促使桥式起重机顺利完成起重操作[2]。此外，改造后的通讯模块还可以驱动执行设备在规定时间内完成任务。

（三）PLC技术改造优化故障报警模块

桥式起重机在运行操作中常会出现故障问题，若要及时接收故障讯号，就需要其控制系统中的故障报警模块马上产生作用，以便及时分析并找出产生故障原因和解决办法。而PLC技术在桥式起重机控制系统中的运用，也优化了其故障报警模块，可以利用它对传感器的运行模型和发出的信号进行自动检测。同时，PLC技术与故障报警模块的动态画面技术结合后，无需进程编程操作便可将变频器的运行状况以动态画面的形式显示出来。当变频器超重或发生故障时，PLC便会发出停止操作的指令，这时控制系统的故障报警模块便会开启蜂鸣器传递报警信号，提醒操作人员立即采取手段处理。

（四）PLC技术改造优化PID控制模块

要想提高桥式起重机控制系统的整体运行效果，还要对其PID控制模块进行改造。因此，要运用PLC技术对整体控制系统运行模型的集中处理，并分析桥式起重机起升机构的运行速度。在运行系统时，利用旋转式编码器来自动检测电动机的速度，将檢测结果通过数模转换卡转换成数字信息，并传递给变频器。而后，将运行速度与预设速度进行对比，运用PID控制算法来进行计算，并借助PLC闭环控制和数字量控制功能强化PID控制效率，以实现对桥式起重机起升机构运行高度的控制，便于三个运行机构根据操作指令和需要开启低速、高速或正常运行操作，提高系统运行的效率和水平。

（五）PLC技术运用前期准备工作

桥式起重机控制系统的安装与调试质量非常重要，因此，为确保PLC技术顺利投入使用，首先要做好连接、检查和调试环节的工作，检查电路线路以及各设备间连接的完好性，确认都连接正常后，可通电调试每台设备。其次，根据功能实现需求以及PLC电器原理图来编写程序，如禁止大车西行、所有小车减速运行、禁止运行等，再将这些编程录入PLC储存系统中。同时根据系统要求设置变频器参数。最后，对PLC编程、变频器以及控制系统实施模拟运行调试，以确保其功能和运行效果满足要求。

三、总结

PLC技术具有开环和数字量控制、模拟量闭环、数据采集监控等用途，对桥式起重机控制系统的设计改良有极大优势。因此，为充分发挥PLC技术的优势，在应用过程中，操作人员要具备高水平的操作技能，及时有效地检测和调试运行情况，提高设备的运行安稳性，以满足设备改良更新的需求。

参考文献：

[1]郑子芬.PLC和变频技术在交流桥式起重机控制中的应用[J].电气时代，2020（01）：63-66.

[2]曾洁琼，钟催林.PLC技术在桥式起重机控制系统中的应用研究[J].信息系统工程，2018（08）：31-32.