PLC在起重机械中的应用及问题分析

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摘要：plc在电力起重机械中的普遍应用，使机械自动化水平达到了一个较高的水平，在传统顺序控制的基础上引入微电子技术、计算机技术，实现执行逻辑、顺序控制等功能，建立了柔性的程控系统。具备机械动作操作简单，安全可靠性强，通用性强、编程简单等优点。本文对PLC在电力起重机械中的应用情况进行介绍，并对基本故障进行论述和分析。

关键词：PLC 起重机械 应用问题

中图分类号： F407.7 文献标识码： A

前言

随着变频器、PLC技术的发展，不但当今设计的起重机械开始采用变频器、PLC控制系统，老产品也纷纷进行新技术改造。采用变频器、PLC控制。解决了传统电气控制系统调速性能差。能耗太，元器件多， 占地面积大，系统隐患多，可靠性差的问题，使机械的调速性能、控制功能及可靠性大大提高。

一、PLC 在起重机中的应用特点

PLC 与继电器控制系统或其他起重机控制系统相比较，在起重机的应用中主要有以下特点：

(1)PLC 拥有大量的功能单元，因此可以广泛的应用在起重机的控制系统中。另外增强了PLC 的通信能力以及人机的界面技术，使得各种管理系统以及监控的组成变得非常容易；

(2)PLC 的接口容易，用其编程语言对于工程技术人员来说比较容易接受。梯形图语言的表达方式和图形符号与继电器电路图相比起来比较接近，从而方便了工程技术人员进行起重机电气的设计；

(3)PLC 用存储逻辑来代替接线逻辑，从而大大减少了控制设备之外的接线，大大缩短了控制系统的设计和建造周期，并且还便于日常的维护。较适合小批量、多品种的生产场合；(4)PLC 采用的是现代的大规模的集成电路技术，并且制造过程中采用严格的生产工艺，内部的电路利用较为先进的抗干扰的技术，因此PLC 可靠性很高。另外，PLC 有硬件故障的自我检测功能，并且系统中除了PLC 的电路以及设备也可以获得故障自诊断的保护，保证整个系统具有极高的可靠性。

二、PLC在电力起重机械中的应用

PLC控制电路通常采用专用的运动控制模块进行功能控制，起重器械中所使用的温度、速度、压力、液位等模拟变量可以通过模数转化模块转化为控制系统能够识别的数字量，经过处理后再经过数模转化模块转化为模拟量实现动作控制。在开关量逻辑控制方面，PLC控制系统既能够对单台设备进行控制，也能够对多机群进行控制，系统结构非常灵活。

以塔式、龙门式起重机和汽车式起重机为例。汽车式起重机中使用液压控制马达驱动系统工作，为实现继电器的罗技键盘控制，只需要对PLC控制芯片进行编程，分别将各限位接触开关的联合工作状态写入控制程序中的输入输出端即可实现逻辑控制，其电路输入输出端口清晰，电路结构简单，系统稳定性和可靠性能够得到有效保证。

塔式、龙门式起重机使用380V电源控制电动机进行工作，其特点是需要对电动机进行调速，必要时还需要使用液力耦合器作为缓冲。若使用PLC控制电路和变频器进行改进，能够将外部电源转化为平滑度较高的直流电流，然后通过控制电路再将直流电流转化为频率和电压可变的交流电实现变速控制。应用PLC控制电路可提升控制精度和变速平滑度，防止溜钩等问题出现，有效拓展起重机的应用场景，增强系统工作安全性能。

三、PLC 在起重机械应用中的问题

PLC 可直接在工业的环境中使用。但是，尽管PLC 具有较高的可靠性和抗干扰能力，但因为起重机往往在环境恶劣的情况下使用，某些因素可能无法保证PLC 正常的运行。因此在PLC 的使用中应该注意下列几个问题：

1、工作环境

PLC 要求环境的温度范围在0 ～ 55℃，其四周有足够大的通风散热空间。空气相对湿度应该小于85%，以保证PLC的绝缘性能。远离强震源，不可避免时，须采取减震的措施。远离腐蚀性及易燃气体，并避免在多粉尘或者腐蚀性气体的环境中使用。必要时将其放入密闭空间。在可靠性要求高或者电源的干扰尤其严重的环境，可安装隔离变压器。

2、PLC 控制系统中干扰及其来源的分析

（1）变频器干扰和接地故障系统能正常的工作，但是PLC 主机的屏幕数字连续的跳动，且伴随产生不明的噪声。由于PLC 和变频器共同的使用。干扰原因为变频器主电路的断路器以及开关器件频繁的动作产生噪声及干扰。如果有此类明显的干扰现象，则说明未进行良好接地等抗干扰的措施。

（2）电源的干扰故障频繁的出现电压不稳的现象，电源受干扰，系统无法正常工作。主要因为电源的问题，排除外界的供电电压因素，则主要为绝缘的问题或者线耗使压降过大，则须检查的端子和电缆系统。

（3）其它的电磁信号导致干扰故障虽按要求检查各接地线，仍存在不明的电磁信号的干扰，PLC 的显示不准确，PLC 的信号灯反复的闪烁。虽PLC 系统的接地线完好，但若各系统未分设或者与零线混接，也会出现干扰的现象。接地能提高电子设备的安全，提高电磁的兼容性。

3、内部电源的问题导致数据的丢失

因为PLC 依靠内部的电源来维系数据的存储及记忆，电池的电量少，致使数据丢失。如更换电池其延迟的时间只有三分钟，未按正确的方法来更换电池是造成数据丢失的主要原因。

4、电源模块出现故障

电源模块的各指示灯闪烁或者熄灭，系统没有指示，无法正常的工作。工作正常电源模块上面的工作指示灯应为绿色长亮，不同颜色的指示灯发生变化或者闪烁、熄灭表示相应部分电源有问题。检查电源保险丝是否熔断，更换熔丝时用同规格型号的保险丝，或用同电流的快速熔丝来代替。

5、CPU 模块的故障

通用型的CPU 模块一般包括运行开关、通信接口及EPROM 插槽等，故障比较有隐蔽性。且更换CPU 模块费用较大，因此故障分析判断须特别仔细。这就要求提高集中控制室管理水平，定期的除尘，增加降温的措施，使得PLC 外部环境能够符合安装运行的要求；且系统维修时，应严格的按照操作规程来进行操作，防止人为损坏。

6、输入输出模块故障

部分系统不能正常工作，如起升、回转等系统异常。测量模块输入信号正常，但输出信号灯不亮或无输出信号。PLC主要通过各种I／O接口模块与外部联系。起重机中，电机的启停、电磁阀的开闭、压力的设定与控制等都要依靠输入、输出的整定。输入、输出点数(I／0点数)是PLC的一项重要技术指标，常用I／0点数来代表PLC规模大小。输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块根据型号不同有继电输出、晶体管输出和光电输出等。每一点输入输出都有相应的发光二极管指示。有输入信号但该点不亮或确定有输出但输出灯不亮时就应该怀疑I／O模块有故障。减少I／O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响，首先要按照其使用的要求进行使用，不可随意减少其外部保护设备，其次分析主要的干扰因素，对主要干扰源要进行隔离或处理。

7、PLC 无法正常工作及被烧毁

这种故障一般发生在新建工程中使用的或者电压不稳定区域的电动机械。若若避免此故障应在电源的部分增加隔离变压器，操作手柄信号的两极之间间增加滤波器；输入端子的信号和地间并接来吸收电容，以减少共模的干扰，从而保证系统的正常运行。

结束语

PLC系统变频器在电力施工机械中得到广泛应用，并具有良好的市场和空间。目前PLC技术比较可靠，在我们使用过程中，经常会遇到许多问题，对许多问题认识不够深刻，使用中往往认为造成故障或修理中使故障扩大化。我们需要不断总结PLC应用的各种案例，分析主要原因，从根本上进行解决，尤其注意在调试中不遗留问题，在使用中善于发现隐患，只有认真总结和合理使用，才能不断提高工作效率，使PLC技术真正为我们的电力起重机械服务。

参考文献

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