孫發(fā)興 王洪興

（青海省建筑建材科學(xué)研究院，青海西寧 810008）

基于PLC的塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

孫發(fā)興 王洪興

（青海省建筑建材科學(xué)研究院，青海西寧 810008）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展逐漸繁盛，在此建設(shè)過程中其發(fā)揮的作用功不可沒。傳統(tǒng)的塔式起重機(jī)其控制系統(tǒng)主要是由繼電器接觸器進(jìn)行控制，無形之中增加了系統(tǒng)操控的復(fù)雜性，降低了其安全性，而PLC系統(tǒng)應(yīng)用則有效改善了此種情況?；诖?，本文對(duì)PLC為核心的控制器在塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行研究，并對(duì)其設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探索，提出自己的見解和措施，希望可以為相關(guān)人士在該方面的研究提供借鑒。

PLC 塔式起重機(jī) 控制系統(tǒng)

我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展讓建筑行業(yè)不斷發(fā)展，建筑工程的質(zhì)量和進(jìn)度一直是建設(shè)單位所關(guān)注的重點(diǎn)。而提升建筑工程發(fā)展的重要支撐則是其機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，尤其塔式起重機(jī)的應(yīng)用更是為建筑工程的發(fā)展平添動(dòng)力。依照國家規(guī)定，塔機(jī)應(yīng)當(dāng)安裝一定的安全裝置，并對(duì)操控系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的限制和規(guī)定，防止因?yàn)椴僮鬟`規(guī)而產(chǎn)生危害作用。因此，對(duì)塔式起重機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測就顯得非常重要。以PLC為安全系統(tǒng)核心則可以對(duì)塔式起重機(jī)的位置變化、高度變化、起重量等進(jìn)行監(jiān)控，有效保證塔式起重機(jī)的安全操控。

1 PLC系統(tǒng)組成及作用

PLC系統(tǒng)的各個(gè)部分具有不同的功能和作用。CPU一般由控制器、運(yùn)算器、寄存器組成，其集成在一個(gè)芯片內(nèi)，通過總線與存儲(chǔ)單元、輸入、輸出接口電路連接在一起。其是PLC進(jìn)行運(yùn)算的核心，是進(jìn)行信號(hào)集散的重要“基地”。存儲(chǔ)其主要包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器、工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，不同的存儲(chǔ)器依照各自的需求進(jìn)行工作，主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)，保證在數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)候能夠及時(shí)調(diào)出。I/0單元與工程建設(shè)現(xiàn)場有很大關(guān)聯(lián)，其能夠接受各種設(shè)備信號(hào)，通過將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方式達(dá)到控制操控的目的。該模塊可以說是進(jìn)行操控的執(zhí)行元件。編程器能夠讓用戶進(jìn)行相應(yīng)的編制、調(diào)試、監(jiān)視，其所具有的LCD或者CRT顯示功能，可以讓用戶通過屏幕進(jìn)行對(duì)話，實(shí)現(xiàn)操控的智能化和便捷化。

2 塔式起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)原理

通過PLC系統(tǒng)的控制，塔式起重機(jī)的起升、回轉(zhuǎn)、變幅，已經(jīng)電機(jī)運(yùn)行等等內(nèi)容都被系統(tǒng)囊括其中，通過電動(dòng)機(jī)、變頻器的傳動(dòng)達(dá)到對(duì)塔式起重機(jī)的精準(zhǔn)控制。并且，PLC系統(tǒng)應(yīng)用之后，原有的多臺(tái)系統(tǒng)控制的局面將被取代，僅僅一臺(tái)PLC即可以進(jìn)行有效管控。

PLC系統(tǒng)應(yīng)用之后需要滿足實(shí)際工程建設(shè)的需要，要保證起重機(jī)能夠平穩(wěn)而快速的啟動(dòng)。同時(shí)，還需要結(jié)合不同的工況進(jìn)行相應(yīng)的制動(dòng)方式考慮，在自由制動(dòng)方式和強(qiáng)制制動(dòng)方式中進(jìn)行選擇使用。同時(shí)，為了保證塔式起重機(jī)能夠獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡量通過機(jī)械制動(dòng)器的設(shè)定對(duì)其打開時(shí)間、運(yùn)行電流、變頻器的運(yùn)行頻率等內(nèi)容進(jìn)行管控，從而讓起重機(jī)的負(fù)載保持在合理范圍內(nèi)。

3 PLC塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 抗干擾設(shè)計(jì)

塔式起重機(jī)的活動(dòng)空間一般是戶外，其所接觸到的各種信號(hào)也較多，這就需要其具有一定的抗干擾性，尤其是在雷暴區(qū)進(jìn)行作業(yè)的起重機(jī)，其更加需要做好相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì)，做好相應(yīng)的抗干擾設(shè)計(jì)。PLC系統(tǒng)輸入導(dǎo)線分布于起重機(jī)的塔身，這就需要在控制系統(tǒng)中進(jìn)行屏蔽電纜和PLC局部電纜，以及高壓泄放元件的裝置，做好相應(yīng)的PLC接地設(shè)置，做好塔式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的接地設(shè)置。

3.2 過程通道抗干擾設(shè)計(jì)

塔式起重機(jī)的導(dǎo)線傳輸距離較長，并且因?yàn)閷?dǎo)線相互較錯(cuò)，極容易出現(xiàn)線路干擾情況，加上在PLC系統(tǒng)中，傳輸線上的信號(hào)多是脈沖波，傳輸?shù)倪^程中容易出現(xiàn)傳輸不暢，降低傳輸效率、延時(shí)、畸變的情況。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候則可以采用光電禍合隔離的方式，運(yùn)用光電禍合器切斷主機(jī)與其余部分的電路聯(lián)系。其次，還可以采用雙絞線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行抗波處理，能夠讓長線在傳輸過程中具有較好的抗干擾性。

3.3 硬件操控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖1所示，PLC外圍接線電路的I/0接線信號(hào)分別與其名稱相對(duì)應(yīng)，從而達(dá)到有效操控的目的。

3.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

軟件的設(shè)計(jì)依據(jù)的是起重機(jī)控制電路的工作原理。在此設(shè)計(jì)中，對(duì)于PLC程序的該設(shè)計(jì)來說，其主要是為了能夠接收到來自于外部的各種開關(guān)信號(hào)輸入，從而能夠?qū)Ξ?dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的判斷，通過響應(yīng)的信號(hào)控制達(dá)到接觸器器件的控制，通過有效的控制達(dá)到相應(yīng)的任務(wù)完成。

4 結(jié)語

塔式起重機(jī)的應(yīng)用為工程建設(shè)提供了極大的便利，成為工程建設(shè)質(zhì)量的可靠保障。PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)為塔式起重機(jī)的發(fā)展提供了重要支撐，并具有使用方便、快捷、動(dòng)態(tài)調(diào)整性能良好的特點(diǎn)，讓塔式起重機(jī)的應(yīng)用更加具有穩(wěn)定性和可靠性。并且，通過實(shí)踐中對(duì)于PLC的應(yīng)用，還能夠有效節(jié)省工程建設(shè)的支出成本，擴(kuò)大工程建設(shè)企業(yè)的利潤空間?；赑LC對(duì)塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠很好的提升起重機(jī)的應(yīng)用效能，能夠讓起重機(jī)的安全性和穩(wěn)定性得到提升，其值得更多的設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行深入研究。

［1］賀勇，陳建華.基于PLC的塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2007，22∶85-86+96.

［2］劉海智，呂麗榮.PLC在塔式起重機(jī)中的應(yīng)用［J］.價(jià)值工程，2012，33∶62-64.