岸邊橋式集裝箱起重機PLC程序的設(shè)計與實現(xiàn)

　　由于PLC控制系統(tǒng)可靠，方便等特點，其已在集裝箱起重機上廣泛使用，目前已取代了早期的繼電器控制回路系統(tǒng)。同時由于總線系統(tǒng)的發(fā)展，PLC所需采集的各類開關(guān)，傳感器信號可以通過遠程I/O站實現(xiàn)，大大節(jié)省了電纜布線成本，也節(jié)約了故障查詢時間。本文主要闡述的就是岸橋控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容設(shè)計：岸橋PLC程序的設(shè)計與實現(xiàn)。

　　在這套系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的主要元件PLC是采用了SIEMENS公司的S7-400作為PLC主站，ET200作為遠程模塊站。整個系統(tǒng)通過PROFIBUS總線將PLC主站與各遠程模塊站及控制傳動機構(gòu)的變頻器相連，見如下單線圖1-1所示：

　　圖1-1：以PLC為核心的岸橋電氣控制系統(tǒng)圖

　　圖1-1中，S7-400 PLC是整個系統(tǒng)的核心所在，它有兩個PROFIBUS總線接口，一條總線連接所有傳動機構(gòu)變頻器（變頻器由整流器與逆變器組成），這樣一來變頻器所需要的命令，運行狀態(tài)的反饋等信號均可以通過PROFIBUS通訊來實現(xiàn)。另一條總線則連接所有的I/O遠程站，實現(xiàn)采集信號和輸出信號，大大節(jié)約了布線。PLC同時也帶有以太網(wǎng)接口，可以方便的與計算機連接，這樣一來工程技術(shù)人員可以通過計算機的人機界面來監(jiān)控岸橋的運行，同時該計算機也可以作為編程器，用來配置PLC硬件，修改PLC程序。

2. 岸橋PLC程序編寫

　　對岸橋的PLC系統(tǒng)來說，其需要控制的內(nèi)容有岸橋的起升， 大車， 小車， 俯仰這四個主要機構(gòu)的運行與輔助機構(gòu)的運行，四個主要機構(gòu)都有相同的運行過程，如下圖2-1所示：

　　圖2-1：岸橋主要機構(gòu)運行過程

　　因此在這過程中的“是否滿足運行條件”與“是否存在減速命令”是編寫岸橋PLC程序所必須清楚的情況，我們在這里必須通過工況分析，有了清楚的了解之后，才能正確的編寫程序。以下我們將以起升機構(gòu)為例，對工況進行詳細的分析。

2.1. 岸橋起升機構(gòu)工況分析

　　2.1.1. 岸橋起升機構(gòu)的組成

　　起升機構(gòu)的主要作用是通過鋼絲繩與吊具上的滑輪將吊具作上下的移動。當?shù)蹙叩趿思b箱之后，集裝箱就可以通過起升機構(gòu)實現(xiàn)上下移動，比如將集裝箱從船艙或集裝箱卡車上提取。起升機構(gòu)的組成除了吊具與鋼絲繩之外，還包括兩套并行連接的機械傳動裝置，每套傳動裝置的組成如圖2-2所示：有一個交流電機聯(lián)接一個減速箱。在電機與減速箱之間的主軸上裝有一個液壓推桿盤式制動器。電機非驅(qū)動側(cè)出軸安裝有測速編碼器和超速開關(guān)。在卷筒的一側(cè)出軸上裝有一個凸輪限位開關(guān)。

　　圖2-2：起升傳動機構(gòu)組成

　　2.1.2. 岸橋起升機構(gòu)的運行控制

　　起升機構(gòu)運行過程控制如下：

　　l PLC采集司機發(fā)出的運行指令及速度給定指令。

　　l 通過PLC程序進行邏輯判斷，判斷是否滿足“運行允許”的情況。

　　l 如果PLC程序邏輯判斷滿足“運行允許”的情況，接下來要進行的就是起升速度的處理，其處理如下：

　　n 如果不存在減速運行命令，則傳動機構(gòu)按司機給定的速度運行。

　　n 如果PLC收到減速運行信號，PLC則將速度處理為司機給定速度的10%。

　　l 最終，PLC需將這些運行命令，運行速度通過PROFIBUS總線傳輸給變頻器，變頻器帶動電機運行，實現(xiàn)起升機構(gòu)的運行。