許芹祖1，劉亞男2，齊雅欣1，馬建村1

(1.山東省建筑科學研究院，山東 濟南 250031；2.山東海逸恒安項目管理有限公司，山東 濟南 250101)

1 前 言

起升機構(gòu)是塔機最重要的傳動機構(gòu)，起升機構(gòu)的可靠性直接影響整機性能。施工現(xiàn)場復雜，塔機一旦發(fā)生沖擊、震動、擺動等現(xiàn)象易造成電氣的元器件誤動作、接觸不良等故障。同時施工現(xiàn)場的惡劣工作環(huán)境-多塵、夏季的高溫、冬季的低溫及雨季的潮濕也是易造成電氣元器件故障的主要原因。為此可靠性、實用性是我們選擇塔機起升機構(gòu)應用PLC的主要目的。采用可編程控制器控制塔機的起升機構(gòu)，可減少繼電器的數(shù)量和電器元件的觸頭數(shù)量，提高系統(tǒng)運行的可靠性。下面介紹可編程控制器在QTZ80塔機起升機構(gòu)中的應用。

2 QTZ80起升機構(gòu)的調(diào)速控制方式

塔機起升機構(gòu)的調(diào)速方式有變極調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、變頻調(diào)速。在QTZ80塔機中采用單電機多速變極調(diào)速，方案簡單，經(jīng)濟實用，應用廣泛。

電機型號是YZTD225L2-4/8/32，該電機有4極、8極、32極對應3種速度,對應的電機功率24k W、24k W、5.4k W，對應的電動機轉(zhuǎn)速是 1 440r/m in、720r/m in、170r/m in，對應的四倍率起升速度是40m/m in、20m/m in、5m/m in，對應的起升重量是3.2t、8t、8t。 滿足重載低速、輕載高速的要求，可平穩(wěn)的起升、下降慢就位。電氣原理圖如圖1所示。

3 QTZ80起升機構(gòu)的操作系統(tǒng)

該操作系統(tǒng)使用右聯(lián)動臺上的操作手柄控制，首先用食指和中指將手柄球頭內(nèi)的滑動塊往上拉，解除零位自鎖，方能推動操作手柄往里拉和往外推，上升時往里拉，下降時往外推，上升和下降各分3個擋位，分別對應塔機起升機構(gòu)的上升和下降的3個速度。操作手柄的擋位與接觸器對應動作表格如表1所示。

4 PLC在QTZ80起升機構(gòu)的控制原理

可編程控制器簡稱PLC，PLC由CPU、ROM、RAM、和輸入、輸出接口電路等組成。PLC主要用于完成較復雜的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)的功能。

表1 起升接觸器的動作表

首先根據(jù)設計要求、輸入輸出點數(shù)以及所需繼電器數(shù)目來選擇型號。本系統(tǒng)選用可編程控制器為MC200-3232BTA機型, 供電電源電壓AC220V，輸入輸出點數(shù)32/32，輸出形式為晶體管輸出。系統(tǒng)的輸入信號為X 0、X 1、X2、X 3、X 14、X15、X32；輸出信號為Y 10、Y 11、Y 12、Y 13、Y 14、Y 15、Y16； 其 中 X0、X1、X 2、X 3為起升機構(gòu)主令開關(guān)的動作輸入信號，X 14、X 15為起升極限限位開關(guān)輸入信號，X32為起升機構(gòu)電機接觸器工作吸合輸入信號；對應的輸出信號：Y 10為上升信號，Y 11為下降信號，Y 12為低速信號，Y 13、Y 15為中速信號，Y 14為高速信號，Y 16為制動液壓推桿電機控制信號。系統(tǒng)的連線圖如圖2所示。

PLC采用掃描的方式接收現(xiàn)場輸入信號的狀態(tài)，存入輸入狀態(tài)寄存器，顯示自診斷、電源、內(nèi)部工作狀態(tài)，PLC逐條讀取程序，執(zhí)行指令，發(fā)出控制指令，啟、閉控制電路，執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送轉(zhuǎn)移和邏輯算術(shù)運算；根據(jù)運算的結(jié)果更新輸出狀態(tài)，實現(xiàn)輸出控制。具體控制見系統(tǒng)梯形圖，如圖3所示。本系統(tǒng)的輸入信號均通過屏蔽控制電纜送入PLC的輸入端子，如果某一輸入信號接通，PLC輸入側(cè)對應的指示燈亮，操作者或維護人員可以通過觀察輸入側(cè)指示燈的亮、滅，迅速查知輸入狀態(tài)的某一開關(guān)或接觸器觸點的狀態(tài)是否正常；QTZ80起升機構(gòu)控制系統(tǒng)內(nèi)每一個接觸器都是由一個中間繼電器直接控制，而每一個中間繼電器都直接連接到PLC的輸出端子上，每一個輸出端子的通、斷情況都可以從輸出側(cè)的指示燈的亮、滅判斷出來，一旦工作過程中出現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)不動作的故障或問題，操作人員可以迅速從輸出端子的指示燈的亮、滅情況查知問題所在，及時解決施工過程中的故障或問題，這是本系統(tǒng)最大的特點。另外，PLC充分考慮上升、下降間接觸器的互鎖邏輯，從梯形圖上實現(xiàn)上升、下降間邏輯互鎖，在接觸器的常開、常閉觸點上實現(xiàn)互鎖，防止上升、下降時出現(xiàn)電源短路現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

PLC具有體積小、壽命長、調(diào)試維修方便、適用于野外環(huán)境等諸多優(yōu)點，在QTZ80塔機起升機構(gòu)中得到應用，使系統(tǒng)自動化程度大大提高，在施工現(xiàn)場的使用中可靠性和安全性也大大提高，值得推廣應用。 O