起重机PLC控制系统设计要点

一、设计流程 起重机PLC系统的设计，主要包含以下环节： 1、充分了解各种类型起重机生产过程的结构、原理、工况和特点。 2、充分了解并确定用户提出的功能控制要求。一般用户，特别是对PLC的特点完全不熟悉的用户，先期提出的功能要求是不完全的，有的也可能是难以实现的。在了解被控对象的基础上，主动为用户着想，介绍PLC的功能特点，对那些不需要增加额外的硬件开销并能充分发挥PLC潜力的功能，如自动计数、设备运转时间的记录等都主动为用户考虑；对那些实现起来花费很大投资，而效益不大的功能向用户解释说明，在尊重用户意见的基础上，进行协调处理。 3、确定除PLC装置外系统的硬件结构：包括为实现全部控制功能所必须的传感器、开关按钮、执行机构及指示报警等输入输出装置。 4、画出时序图和状态图等功能流程图。深入分析系统功能，为编程打下基础。 5、PLC装置的选型： 1）系统本身需求的分析： ①确定系统所需I/O端口的数量和种类。 ②确定CPU应有的主要功能。 ③确定内存的容量大小和种类。 ④根据现场情况确定是否需要远程I/O。 ⑤考虑系统工作环境要求。 2）市场产品的分析： 查看哪些型号在技术性能上满足要求，哪些可基本满足要求，在这些型号中，再进行价格方面的比较和衡量，并综合考虑产品的可靠性、供货的及时性和售后服务方面的信誉等，从中选出较为理想的产品。 6、应用程序的设计和模拟调试，由于PLC的全部控制功能都是通过其应用程序（或称用户程序）的执行而实现的。因此，程序设计无疑是PLC应用系统的关键环节。应充分利用PLC各种简单、高效的编程指令功能来编制程序。 PLC编程技术要点： ①列出PLC输入/输出通道分配表。 ②根据功能流程图画出程序流程图及程序结构功能模块图。 ③随时登记所用程序元素，便于检查和避免重复。 ④多使用内部继电器，避免过于复杂的混联逻辑。 ⑤注意考虑系统功能要求中没有想到的问题，比如互锁、联锁等。 ⑥进行程序的修改及简化。 ⑦将程序输入PLC并使用模拟I/O装置按照控制要求进行模拟调试。 7、进行实机的现场联合调试。 这是一项系统、复杂、繁锁而且必不可少的工作，它需要起重机制造厂家、控制设备配套厂家、用户和设计调试人员的密切配合。 ①将PLC控制柜与起重机上的各种电气设备、执行元器件联接好，确定准确无误，则可进行实机的现场联合调试。 ②首先分别进行各机构控制回路的调试，检查各种继电接触器的动作情况是否符合起重机各机构的逻辑要求，各种故障的显示报警是否准确等，否则在现场修改应用程序直到准确为止。 ③合上各机构主回路开关，进行各机构空载试验，方法与步骤同②。 ④最后进行整机的载荷试验，载荷试验必须由轻载、半载和额定载荷的顺序逐步进行，一直到整台设备的各种运行状态完全达到技术规格书的要求，符合国家起重运输机械的有关规范和标准，最终得到用户的认可。 二、应注意的问题 为提高系统的可靠性，在设计过程中，应该注意以下几个方面的问题： 1、使输出模块（端口）的负荷留有一定的余地。PLC装置本身最易受到损坏的部件就是输出模块。降低输出端口负荷的最简单的方法是给它加上功率放大环节，即使用吸合功率和保持功率都相对较小的中间继电器进行转换。另外，设计和选型时应特别注意这些输出模块的输出特性。 2、注意对输出模块的外电路保护。为防止因外电路短路等原因造成输出端口的损坏，可在其输出口设置短路保护装置。 3、联锁、互锁功能的软、硬件设置。单纯在PLC内部逻辑上的联锁和互锁，往往在外电路发生故障时就失去作用。如电机的正、反向接触器的互锁以及交、直流接触器的互锁等，仅在应用程序中实现是不够的。因为，接触器往往会出现主点“烧死”而在线圈断电后主电路仍不断开的故障，这时如给出相反的控制命令则会造成主电路的严重短路。解决这一问题的方法是将两接触器的常开辅点引入PLC输入口，再在软件中把它们以常闭的方式串入对方输出点线圈，就可起到较完善的保护作用。再加上硬件上的互锁，就更完善了。 4、对PLC电源的要求及系统的失压保护。在起重机装卸现场，供电质量普遍较差，干扰、波动、低电压运行和瞬间高压经常出现，都会对PLC装置的运行产生影响。尽管大部分PLC系统都有较强的电源适应能力，但是采用高质量的稳压电源无疑会增加系统的可靠性。在应用程序开发时要特别注意系统的失压保护，要处处考虑出现失压状态时系统初始状态的恢复和联锁。 5、采用一定的抗干扰措施。 6、保留备用的控制手段。 摘自:CEC China技术论坛