曹小彦 何法

摘要：当前，桥式起重机已经被广泛应用于各种类型的生产企业当中，成为生产过程中所需的重要工具。使用传统的电器控制系统进行控制，通常在系统连接方面较为复杂，出现故障的概率较高，维护成本高昂。将PLC控制系统应用于桥式起重机控制当中，可以显著优化设备控制水平，实现生产加工智能化控制，使生产流程更加安全可靠，提高生产加工效率，本文将结合生产需求，针对PLC控制的起重机电控系统进行分析。

关键词：起重机;电气设计;PLC控制

一、PLC控制的桥式起重机电气系统设计方案简述

通常情况下，一个较为完整的PLC控制的桥式起重机在电气系统设计方面，需要由六个模块构成，六个模块分别为配点保护、主起升机构、副起升机构模块、大车运行机构模块、小车运行机构模块、PLC控制模块。在使用PLC进行桥式起重机控制时，主要利用联动台装置当中包含的主令控制器和按钮等相关的手动控制设备，将信号传送到PLC设备的输入模块当中，使用设备中的CPU对信号进行处理，利用输出设备发送控制信号，实现对设备当中指示灯设备、报警器设备、继电器设备和显示设备的控制。其中继电器的中间装置可以带动接触器装置，对起重器的各个机构进行游戏哦啊控制，实现电机启动与停止操作。同时，在各种保护信号当中，例如限位开关装置、过流继电器装置。门开启和关闭装置、超载限制装置也都可以将信号反馈回PLC系统的输入模块当中，实现生产过程中的有效安全保护作用。

由于现场环境较为潮湿，为了保证PLC、变频器等电子设备工作于干燥、恒温的工作环境，将主要电气控制柜设置于桥机主梁内并设置大功率空调，同时，在各主要控制柜内设置温/湿度监测仪表、除湿加热器和散热风机。

（一）控制系统在安全保护方面的设计方案研究

l.设备安全门的开启、关闭联锁保护设计

在机械能安全门处于开启状态时，设备当中的总接触器将会处于无法吸合的狀态。总接触器如果处于吸合状态，则安全门可以打开，总接触器在安全门打开后自动断开。

2.设备超载保护流程设计

如果起重器设备承载的起重重量已经达到设备额定的其中重量95%以上时，报警装置将自动启动，如果起重器承载的重量超过额定重量的105%时，报警装置将会发出停止信号，在这种状态下起升机构不能继续上升，只能进行设备的下降操作，以保证设备运行的安全性。

3.设备的断相和相序保护设计

设备断相遇相序保护的实现，主要通过合理设计相应程序，利用断相相序保护器保证功能的实现。

4.设备中各机构的限位保护设计

在各机构限位保护程序当中，主要包括主副起升控制和下降限位限制。在程序控制当中，能够保留正大车左行和右行限位操作。实现小车前行和后行限位操作。一旦大车或小车到达限位处，将会执行电源切断程序，此时，在此机构当中的另一方需要向反方向运行，以保证整个运行系统流畅和安全。

5.紧急开关的设置

一旦整个系统在运行过程中发生了紧急事故问题，总电源将会自动切断，保证设备其他部分不会受到损坏。通常情况下，设备的急停开关将会设计成红色蘑菇头形状，不能够进行自复位操作。

6.设备的零位保护设置

在各个机构控制器处理零位以下状态时，才能进行总接触器的吸合操作，这种设计方式主要是保证电力停止供应以后，主令能够回零，防止各机构运行不能停止，给生产活动带来危害。

7.设备热继电器的设置

如果在电机设备当中通过的电流量已经超出电动机能够承载的额定电流量，将会导致电机的温度过高，对设备运行产生危害，此时需要使用热继电器进行主回路的断开操作，从而保障电机作用不会受到损坏。

（二）设备中信号的输出和输入设计

在使用PLC进行桥起重机控制设计中，需要结合用户需求设计可靠性方案，通常情况下控制信号需要包括以下几种：主副钩的起升信号、主副钩的下降信号、二档信号、三档信号、四档信号，组织结构中大车与小车的前进、后退、向左、向右操作信号，大车与小车在运行过程中的二档、三档、四档信号;同时，还需要包括主副起升的限位信号、大车与小车的限位信号;其他设备中主要包括热继电器的传输信号、运行过程中的超载信号、变频器设备发生故障时的预警信号;安全门设备的开启和关闭信号、急停预警信号、照明信号、电铃信号以及变频器复位信号等;正常情况下需要结合手动输入信号、反馈信号共同组成。

二、PLC控制的桥式起重机系统硬件设计

在进行PLC系统的选型过程中，首先应结合初步确认的I/O信号进行系统设备的选择，其中主要包括使用者输入输出信号的数量多少、信号输入输出性质、信号与参数特别要求等，当前被广泛使用的PLC系统SIMENSS7-200CN系列在应用中效果良好。此型号设备所采用的CPU装置为226CN，使用此种设备能够实现24输入/16，输出40个数字量1/0点，能够实现最大248路数的字量1/0扩展点，或者进行35路模拟量;为设备控制提供26K的字节程序以及大容量的数据存储空间;在设备中分别包括六个独立的30kHz高速度计数器装置，结合两路独立的20kHz高速脉冲实现信号的输出，使用这一系列的PLC控制方式，能够有效提高设备运行的稳定性，同时可以使用非常丰富全面的指令集进行多功能操作和数据处理。

三、结束语

随着我国工业自动化技术的不断提升，通过采用PLC进行控制，利用变频器驱动电机的控制方式，是未来工程电气控制技术发展的必然趋势。当前，通过使用PLC系统控制代替传统控制方式，实现起动机设备运行和自动报警功能，可以有效提高起动机设备运行效率，保证起动机设备在使用过程中的安全性和稳定性，但在具体设计方面，还需要在先哟路的PLC控制系统中国进行改进，进一步完善电气控制系统的安全保障机制，简化起重机的控制线路，使系统的安全性能得到有效提升，做到故障自动发现和排除，因此，将PLC控制应用于起动机设备运行当中具有广阔的前景。

参考文献：

[1]张永慧，李维巍.松江河小山电站桥式起重机自动定位系统研究[J]吉林水利，2019（06）：60-62.

[2]徐振勇桥式起重机智能防摆控制技术研究[J].冶金与材料，2019，39（03）：89-90