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摘 要 PLC，即编程控制器，是一种现代化新兴技术，将PLC应用到桥式起重机等大型设备中，实现了起重机电机的变频调速，以及PLC软件编程的PID控制与通讯等功能。PLC系统的功能十分完善，具有实时监控起重机的作用，同时通过在控制室建立人机交互界面来实现设定变频器的频率及启功、关闭电机等功能，有效提高了桥式起重机的可操作性、运行安全性与可靠性。
关键词 桥式起重机；PLC；变频调速
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0078-01
随着时代的发展、科学技术的进步，传统桥式起重机的弊端也逐渐暴露出来，其采用转子回路串接电阻实现对电机的调速，在运行过程中，需频繁操作电控系统，增加了电机的通断次数，并且，因为运输物品的质量常常处于变化状态中，致使机械冲击频发、受重变化情况较大。通过在桥式起重机中应用PLC系统，能够实现平滑无级调速，有效解决了电气控制这一难题。业内人士也对其开展了大量的研究工作。我国著名学者谭晓东通过大量的实践与研究，对NS1251伸缩臂式救援式起重机进行了改装，将PLC装置安装于控制系统中的核心部位，据实践，其运行效果极为显著。朱学军细致性探究了PLC系统的通讯功能，并实现了对起重机的电气并车控制，提高了系统运行的可靠性与安全性；李秀忠在前人研究的基础上，对门式起重机控制电路进行了创新性的改装，并安装了PLC控制系统，不仅延长了设备的使用期限，还提高其运行的可靠性、安全性与经济性。本文通过在桥式起重机的变频调速中应用PLC系统，实现了电机的通讯、控制及调速功能，加强了起重机的运行效果。
1 PLC的主要构成
PLC是一种现代化、科学化的电子系统，因其自身的特点及优势，被大范围的应用于机械工程领域，实现对机械设备运行状态的监督与控制。PLC的核心元件为具有编程功能的存储器，用户可编制模拟输入、数字输入、定时、控制流程以及逻辑运算等程序，随后，借助接口或者是I/O设备来达成输出的目的，确保设备顺利运行、生产。相比其他系统软件而言，PLC的编程元件十分齐全，梯形图的编程方式，能够实现多种繁琐、复杂的控制功能，其简便的操作方式，更加易于掌握与理解。现阶段，传统的继电器由于弊端良多，已经被行业所淘汰，通过引用PLC控制系统，在减少触电情况的同时，还确保了系统的安全性和稳定性。
PLC涵盖了四个部门，即编程装置、输出模块、输入模块以及CPU， I/O模块的数量一般取决于系统CPU的自身容量。通常情况下，CPU由两大部分组合而成，即储存器和微处理器，具有中断程序、处理信息与数据、执行用户程序与采集信号的作用。I/O模块具有模拟、接收、控制信号等功能，接触器、调节阀、变频器、电磁阀、数字显示装置以及指示灯同属于外部设备，具有控制接口信号与输出信号的作用。编程器用来修改、编辑、检查、监视用户程序的开发与运行情况。下述图1为PLC控制系统的整体结构图。
图1 PLC控制系统结构图
2 桥式起重机系统
桥式起重机主要由桥架金属结构、电气控制设备、起重小车以及桥架运行结构等几个部分构成，被广泛应用于露天驻料场、码头和车间等工作场地。在电气控制核心系统中，一般借助电缆卷筒为下位机提供电源，通常在电气房及操作室内进行作业。因此，为了保证操作人员以及设备的安全性，在具有安全隐患的地方安装保护装置，避免发生难以承受的经济损失与技术损失。传统的桥式起重机不限程序较为复杂，且接口较多；起升机构由制动器、卷筒、减速器、换轮组以及电动机等几个部分组合而成，在具体的运行中，主要遵循下述原理，即：电动机利用滑轮组上卷或下放钢丝，从而带动物体的升降。一般要求起重量在10t以上的起重机上安设两套起升机构，用来辅助系统安全、可靠运行。
3 变频调速控制系统设计
桥式起重机变频调速的目的为：保护电机与大小车限位；实现主机构与副机构的升降限位；调解运行机构与主机构、副机构的运行速度与升降速度。
PLC的种类十分丰富，通过综合性分析被控对象扫描速度与输入输出点数等诸多因素，本文主要以SIEMEN S公司设计的S7-200系列PLC系统为研究对象。该PLC的集成结构简单、具有独立运行的功能，因其含有多种不同类型的功能模块，因而加大了组成网络的可能性。并且，运行的速度快、安全可靠性能高，包括多种难度不一的指令集，是当前功能最完善、运行状况最为理想的桥式起重机控制系统。在设计系统的过程中，除了要设置好模拟量与开关量的I/O点个数之外，还需根据当前的市场形势与行业需求，设计出8路模拟输出当作反馈信号，其中，4路模拟量的输出值即PLC系统控制端输入，要求输入、输出点数的冗余在10%以上。
在机械加工领域，可能有很多内部或外部因素影响桥式起重机的运行与发展。鉴于此，在PLC系统运行过程中，应加大抗干扰因素的力度。笔者建议可采用下述措施，即为：选择具有屏蔽功能的电缆，实现一端接地，并远离潮湿、震动、多尘的地方，并预留50 cm的间隙，便于对系统进行通风。
4 总结
本文将PLC（即编程控制器）大范围的应用于桥式起重机核心系统之中，实现了变频调速这一功能。PLC系统的功能较为全面，其中，最为明显的优势即通过操作控制室的人机交互界面，来实现设定变频器的频率及启功、关闭电机等功能；还能时刻监督起重机的运行状况，有效提高了桥式起重机的可操作性、运行安全性与可靠性。
参考文献
[1]谭晓东，李忠，李宝良.基于PLC控制技术的铁路起重机电气控制系统[J].大连交通大学学报，2009，30（5）：15-18.
[2]李秀忠.PLC在门座式起重机控制电路中的应用[J].煤矿机械，2004（1）：97-99.
[3]朱学军.PLC在起重机并车控制中的应用[J].机床电器，2002（1）：27-29.
[4]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.
关键词 桥式起重机；PLC；变频调速
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0078-01
随着时代的发展、科学技术的进步，传统桥式起重机的弊端也逐渐暴露出来，其采用转子回路串接电阻实现对电机的调速，在运行过程中，需频繁操作电控系统，增加了电机的通断次数，并且，因为运输物品的质量常常处于变化状态中，致使机械冲击频发、受重变化情况较大。通过在桥式起重机中应用PLC系统，能够实现平滑无级调速，有效解决了电气控制这一难题。业内人士也对其开展了大量的研究工作。我国著名学者谭晓东通过大量的实践与研究，对NS1251伸缩臂式救援式起重机进行了改装，将PLC装置安装于控制系统中的核心部位，据实践，其运行效果极为显著。朱学军细致性探究了PLC系统的通讯功能，并实现了对起重机的电气并车控制，提高了系统运行的可靠性与安全性；李秀忠在前人研究的基础上，对门式起重机控制电路进行了创新性的改装，并安装了PLC控制系统，不仅延长了设备的使用期限，还提高其运行的可靠性、安全性与经济性。本文通过在桥式起重机的变频调速中应用PLC系统，实现了电机的通讯、控制及调速功能，加强了起重机的运行效果。
1 PLC的主要构成
PLC是一种现代化、科学化的电子系统，因其自身的特点及优势，被大范围的应用于机械工程领域，实现对机械设备运行状态的监督与控制。PLC的核心元件为具有编程功能的存储器，用户可编制模拟输入、数字输入、定时、控制流程以及逻辑运算等程序，随后，借助接口或者是I/O设备来达成输出的目的，确保设备顺利运行、生产。相比其他系统软件而言，PLC的编程元件十分齐全，梯形图的编程方式，能够实现多种繁琐、复杂的控制功能，其简便的操作方式，更加易于掌握与理解。现阶段，传统的继电器由于弊端良多，已经被行业所淘汰，通过引用PLC控制系统，在减少触电情况的同时，还确保了系统的安全性和稳定性。
PLC涵盖了四个部门，即编程装置、输出模块、输入模块以及CPU， I/O模块的数量一般取决于系统CPU的自身容量。通常情况下，CPU由两大部分组合而成，即储存器和微处理器，具有中断程序、处理信息与数据、执行用户程序与采集信号的作用。I/O模块具有模拟、接收、控制信号等功能，接触器、调节阀、变频器、电磁阀、数字显示装置以及指示灯同属于外部设备，具有控制接口信号与输出信号的作用。编程器用来修改、编辑、检查、监视用户程序的开发与运行情况。下述图1为PLC控制系统的整体结构图。
图1 PLC控制系统结构图
2 桥式起重机系统
桥式起重机主要由桥架金属结构、电气控制设备、起重小车以及桥架运行结构等几个部分构成，被广泛应用于露天驻料场、码头和车间等工作场地。在电气控制核心系统中，一般借助电缆卷筒为下位机提供电源，通常在电气房及操作室内进行作业。因此，为了保证操作人员以及设备的安全性，在具有安全隐患的地方安装保护装置，避免发生难以承受的经济损失与技术损失。传统的桥式起重机不限程序较为复杂，且接口较多；起升机构由制动器、卷筒、减速器、换轮组以及电动机等几个部分组合而成，在具体的运行中，主要遵循下述原理，即：电动机利用滑轮组上卷或下放钢丝，从而带动物体的升降。一般要求起重量在10t以上的起重机上安设两套起升机构，用来辅助系统安全、可靠运行。
3 变频调速控制系统设计
桥式起重机变频调速的目的为：保护电机与大小车限位；实现主机构与副机构的升降限位；调解运行机构与主机构、副机构的运行速度与升降速度。
PLC的种类十分丰富，通过综合性分析被控对象扫描速度与输入输出点数等诸多因素，本文主要以SIEMEN S公司设计的S7-200系列PLC系统为研究对象。该PLC的集成结构简单、具有独立运行的功能，因其含有多种不同类型的功能模块，因而加大了组成网络的可能性。并且，运行的速度快、安全可靠性能高，包括多种难度不一的指令集，是当前功能最完善、运行状况最为理想的桥式起重机控制系统。在设计系统的过程中，除了要设置好模拟量与开关量的I/O点个数之外，还需根据当前的市场形势与行业需求，设计出8路模拟输出当作反馈信号，其中，4路模拟量的输出值即PLC系统控制端输入，要求输入、输出点数的冗余在10%以上。
在机械加工领域，可能有很多内部或外部因素影响桥式起重机的运行与发展。鉴于此，在PLC系统运行过程中，应加大抗干扰因素的力度。笔者建议可采用下述措施，即为：选择具有屏蔽功能的电缆，实现一端接地，并远离潮湿、震动、多尘的地方，并预留50 cm的间隙，便于对系统进行通风。
4 总结
本文将PLC（即编程控制器）大范围的应用于桥式起重机核心系统之中，实现了变频调速这一功能。PLC系统的功能较为全面，其中，最为明显的优势即通过操作控制室的人机交互界面，来实现设定变频器的频率及启功、关闭电机等功能；还能时刻监督起重机的运行状况，有效提高了桥式起重机的可操作性、运行安全性与可靠性。
参考文献
[1]谭晓东，李忠，李宝良.基于PLC控制技术的铁路起重机电气控制系统[J].大连交通大学学报，2009，30（5）：15-18.
[2]李秀忠.PLC在门座式起重机控制电路中的应用[J].煤矿机械，2004（1）：97-99.
[3]朱学军.PLC在起重机并车控制中的应用[J].机床电器，2002（1）：27-29.
[4]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.