畢業(yè)論文---plc在橋式起重機控制系統(tǒng)中的應用

1、<p>　　PLC在橋式起重機控制系統(tǒng)中的應用</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　橋式起重機作為物料搬運系統(tǒng)中一種典型設備，在企業(yè)生產活動中應用廣泛。</p><p>　　本文把可編程序控制器和變頻器應用于橋式起重機控制系統(tǒng)上，并進行了較詳細的分析。</p><p>　　1.根據

2、橋式起重機的運行特點，橋式起重機控制系統(tǒng)采用變頻調速系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由主令控制器、PLC控制系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng)等組成。</p><p>　　2.PLC系統(tǒng)采用德國西門子公司產品，能控制起重機大車、小車的運行方向和速度換檔;吊鉤的升、降方向及速度換檔，同時能檢測各個電機故障現象并顯示，減小了傳統(tǒng)繼電器——接觸器控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。減少了硬件和控制線，極大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性。</p><p

3、>　　關鍵詞：PLC；可編程序控制器；橋式起重機；變頻調速</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The bridge crane carries a kind of typical equipment in the supplies system，so it have extensive function in the ac

4、tivity of producing enterprise. </p><p>　　In this paper, the programmable logic controller and the inverter control system are used on bridge type hoist crane,more details are analyzed.</p><p>　

5、　1.According to the operation characteristic of bridge crane, bridge crane control system adopt bridge crane frequency conversion, this system mainly by the master controller, the PLC control system and frequency convers

6、ion system. </p><p>　　2. .PLC system adopts the SIEMENS Company products, can control the crane cart，car operation direction and change speed; To rise，lower cliver direction and change speed，can measure each

7、 motor trouble phenomenon to show at the same time, have reduced traditional electricity Contact-type control system of intermediate link. it reduce the hardware and control line, has improved systematic stability, depen

8、dability greatly.</p><p>　　Key Words：PLC；programmable controller；bridge type hoist crane；frequency conversion</p><p><b>　　1、引　　言</b></p><p>　　橋式起重機作為物料搬運機械在整個國民經濟中有著十分重要

9、的地位。經過幾十年的發(fā)展，我國橋式起重機制造廠和使用部門在設計、制造工藝、設備使用維修、管理方面，不斷積累經驗，不斷改造，推動了橋式起重機的技術進步。但在實際使用中，結構開裂仍時有發(fā)生。究其原因是頻繁的超負荷作業(yè)及過大的機械振動沖擊所引起的機械疲勞。因此，除了機械上改進設計外，改善交流電氣傳動，減少起制動沖擊，也是一個很重要的方面。由于傳統(tǒng)橋式起重機的電控系統(tǒng)采用轉子回路串接電阻進行有級調速，致使機械沖擊頻繁，振動劇烈，因此電氣控制上應

10、采用平滑的無級調速是解決問題的有效手段。</p><p>　　傳統(tǒng)的起重機驅動方案一般采用:(1)直接起動電動機;(2)改變電動機極對數調速;(3 )轉子串電阻調速;(4)渦流制動器調速;(5)可控硅串級調速:(6) 直流調速。前四種方案均屬有級調速，調速范圍小，無法高速運行，只能在額定速度以下調速。起動電流大，對電網沖擊大;常在額定速度下進行機械制動，對起重機的機構沖擊大，制動閘瓦磨損嚴重;功率因數低，在空載或

11、輕載時低于0.2-0.4，即使?jié)M載也低于0.75，線路損耗大?？煽毓璐壵{速雖克服了上述缺點，實現了額定速度以下的無級調速，提高了功率因數，減少了起制動沖擊，價格較低，但目前串級調速產品的控制技術仍停留在模擬階段，尚未實現控制系統(tǒng)具有很好的調速性能和起制動性能，很好的保護功能及系統(tǒng)監(jiān)控功能，所以有時采用直流電動機，而直流電動機制造工藝復雜，使用維護要求高，故障率高。</p><p>　　1.1 橋式起重機的簡介&

12、lt;/p><p>　　起重機是現代工業(yè)企業(yè)、交通運輸，基本建設部門不可缺少的起重設備，主要用以提升(或下降)和搬移長大笨重貨物，還用于工廠車間裝配大型機器和生產工藝的必要裝備。因此，起重機是減輕工人的繁重體力勞動，提高勞動生產率必不可少的起重設備。橋式起重機由一根或兩根主梁和兩根端梁構成一個橋架。在橋架上裝有起重小車，小車沿橋架運行。橋架運行在廠房內架設的軌道上，也可以運行在露天的棧橋上。橋式起重機也稱為“天車”或

13、“行車”或“橋吊”。有些鐵路貨場都露天安裝橋式起重機，用以裝卸長大笨重貨物，它就是橫架于兩排鋼筋混凝土棧橋上。起重機沿棧橋上的軌道作縱向運移。起重機的起重小車在橋架上的小車軌道上作橫向移動，這樣，吊鉤或抓斗就可在一個長方體 (起升高度、跨度、走行線長)的空間內任意位置上作升降、搬運物件的運動。安裝于露天的橋式起重機如圖l所示。橋式起重機的形式繁多，根據它的結構和用途的不同主要有以下幾種形式：根據橋架結構的不同，可分為雙梁箱形結構、四桁架

14、結構、三角形桁架結構和單主梁箱形結構等幾種形式的橋式起重機。其它形式基本上在它們基礎上演變而來的。而且根據用途的不同，還可分為管通吊鉤，抓斗橋式起重機和其它專用橋式</p><p>　　早期的橋式起重機采用在電動機轉子中串聯(lián)電阻，利用電阻的切換來實現各檔位的切換，低速擋只起到過渡的作用，不允許在低速擋長時間運行，否則控制回路中電流過大會引起電阻過熱而燒毀，當利用起重機來進行設備檢修、裝配等工作需要低速運行時只能點

15、動，速度控制精確度不高，且對電機和機械零部件沖擊大，可靠性差。</p><p>　　隨著電力電子技術的發(fā)展，變頻調速作為一種調速方法自本世紀初提出以來發(fā)展十分迅速，它在節(jié)能，維護量小， 自動控制性能好等方面有明顯的優(yōu)點，變頻技術正普遍應用于電力拖動領域，特別是對一些耗能較大的設備實行變頻調速，取得了明顯的節(jié)能效果，而起重機械設備的拖動調速系統(tǒng)在低于額定轉速時，仍然主要是通過轉子的外接電阻消耗能量來實現。近年來，各

16、大有色企業(yè)都在進行技術改造，工程項目很多，在每一個工程項目中，都少不了橋式起重機。比如江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠備料車間，梅山熱軋技改和2號連鑄機工程，中鋁廣西分公司，中國鋁業(yè)青海分公司第三電解廠等都采用了變頻調速技術，并采用了PLC進行控制。在9O％ 的起重機上成功地運用了變頻調速技術。使起重機在全速范圍內實現了高精度控制，不論輕載或重載均有穩(wěn)定的運行速度，起、制動平穩(wěn)，減小了機械傳動機構的沖擊，調速范圍寬，可達1：10以上；變頻調速

17、轉矩響應快，零速能夠輸出額定轉矩，為防止松閘、抱閘時的溜鉤現象提供了可靠的保證；主令控制信號與變頻器給出的低速抱閘信號相結合控制制動器動作，達到低速抱閘及準確定位功能，并可減輕制動器的磨損。現在一般起重機使用的變頻器有日本安川V</p><p><b>　　工藝要求</b></p><p>　　1.2.1橋式起重機的主要技術參數</p><p>

18、;　　（1）起重機 15/3 t</p><p>　?。?）工作速度 起升速度 8～20m/min</p><p>　　小車速度 30～50m/min</p><p>　　大車速度 80～120m/min</p><p>　　1.2.2提升機構與移動機構對電氣控制的要求</p><p>　　

19、為了提高起重機的生產率和生產安全，對起重機提升機構電力拖動自動控制提出如下要求：</p><p>　　（1）、具有合適的升降速度，空鉤能快速升降，輕載提升速度應大于額定負載的提升速度。</p><p>　　（2）、具有一定的調速范圍，普通起重機調速范圍為3：1，對要求較高的起重機，調速范圍可達（5～10）：1。</p><p>　?。?）、適當的低速區(qū)，提升重物開始

20、或下降重物到預定位置附近，都需要低速。為此，在30%額定速度內應分成幾檔，以便靈活操作。高速向低速過渡應逐級減速，保持穩(wěn)定運行。</p><p>　　（4）、提升的第一檔為預備檔，用以消除傳動間隙，將鋼絲張緊，避免過大的機械沖擊。但預備級的起動轉矩不能大，一般限制在額定轉矩的一半以下。</p><p>　?。?）、負載放下時，依據負載大小，拖動電動機可以是電機狀態(tài)、倒拉反接制動狀態(tài)與再生發(fā)

21、電制動狀態(tài)。</p><p>　?。?）、為了安全，不但具有機械抱閘的機械制動，以減輕機械抱閘的負擔。不允許只有電氣制動而無機械制動，不然發(fā)生電源事故停電時，在無制動力矩作用下，重物將自由下落，造成設備或人身事故。</p><p>　　大車運行機構與小車運行機構對電力拖動自動控制的要求比較簡單，只要有一定的調速范圍，分幾檔進行控制即可。為實現準確停車，應采取制動停車。</p>

22、<p>　　1.2.3起重機數字化控制系統(tǒng)的簡述</p><p>　　該系統(tǒng)通過主令控制器給定PLC的速度信號來對整個系統(tǒng)的調速，橋式起重機大車、小車、主鉤、副鉤電動機都需獨立運行, 大車為兩臺電動機同時拖動, 所以整個系統(tǒng)有5 臺電動機,4臺變頻器, 并由1臺PLC 分別加以控制。</p><p>　　可編程序控制器: 完成系統(tǒng)邏輯控制部分控制電動機的正、反轉調速等控制信號進

23、入PLC, PLC 經處理后, 向變頻器發(fā)出起停、調速等信號, 使電動機工作, 是系統(tǒng)的核心。</p><p>　　變頻器: 為電動機提供可變頻率的電源, 實現電動機的調速。</p><p>　　制動電阻: 起重機放下重物時, 由于重力加速度的原因電動機將處于再生制動狀態(tài), 拖動系統(tǒng)的動能要反饋到變頻器直流電路中, 使直流電壓不斷上升, 甚至達到危險的地步。因此, 必須將再生到直流電路里的

24、能量消耗掉, 使直流電壓保持在允許范圍內。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)設備的選用</b></p><p><b>　　2.1電機的選擇</b></p><p>　　起重機提升和運行機構的調速比一般不大于1：20，且為斷續(xù)工作制，通常接電持續(xù)在60%以上，負載多為大慣量系統(tǒng)。嚴格意

25、義上的變頻電機，轉動慣量較小，響應速度較快，可工作在比額定轉速高出很多的工況條件下，這些特性均非起重機的特定要求。普通電機與變頻電機在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致；在連續(xù)工作時考慮到冷卻效果限制了普通電機轉矩應用值，普通電機僅在連續(xù)工作時的變頻驅動特性比變頻電機稍差。</p><p>　　普通變頻器在調度比為1：20的范圍內確保起重機上普通電機有150％的過載力矩值。此外起重機電機多用于大慣量短時工作制，通常不工

26、作時間大于或略小于工作時間。電機在起動過程中可承受2.5倍額定電流值，因此高頻引起的1.1倍電流值可不予考慮。但若電機要求在整個工作周期內在大于1：4的速比下持續(xù)運行則必須采用他冷式電機。</p><p>　　提升機鉤電機選用適合頻繁起動，轉動慣量小，起動轉矩大的變頻用電機。目前，國外以4極電機作變頻電機首選極數。電機功率為</p><p><b>　　式中P—功率，KW<

27、/b></p><p>　　W—額定起重量（最小幅度時）＋吊釣重量＋鋼絲繩重量，N;</p><p>　　V—提開速度，m/s；</p><p><b>　　——機械效率。</b></p><p>　　用變頻器驅動異步電動機時，由于變頻器的換向沖擊電壓及開關元件瞬間的開閉而產生沖擊電壓（浪涌電壓）引起電機絕緣惡化，

28、對電壓型PWM變頻器應盡量縮短變頻器與電機間接線距離或者考慮加入阻尼回路（濾波器）。</p><p>　　電動機功率的選擇，必須根據生產的需求來決定。一般來說，起重機用電動機比一般工業(yè)生產機械所用的電動機的功率大10%左右；這是由于起電機的工作特點所決定功率不能選擇的太大，否則電動機不能充分發(fā)揮作用．這不僅造成資金與材料的浪費，而且輕載時電動機的效率及功率因數也較低．增加了電力的非生產性消耗，提高了運轉費用。反之

29、，如果電動機的功率選擇過小，長期的過載運行將使電動機發(fā)熱而燒毀，甚至于造成嚴重的事故。</p><p>　　電動機的選擇取決于下面兩個主要條件：</p><p>　　1、發(fā)熱 電動機正工作時，一方面將電能轉變?yōu)闄C械能而作功，另一方面由于電動機繞組本身的阻抗要消耗一部分電能面轉變成熱能，使電動機的溫度升高。電動機由于受體積結構等的限制，內部絕緣材料的耐熱能力很差，極易造成老化。當溫度超

30、過電動機所允許的限度時，絕緣能力被破壞，電動機將燒毀，所以發(fā)熱是選擇電動機功率的一個極為重要的因素。電動機銘牌上都規(guī)定有電動機的溫升，它指的是電動機在額定負載下運行時，定子發(fā)熱后的允許溫升與周圍環(huán)境溫度之差。</p><p>　　2、過載能力 各種電動機都有一定的過載能力。交流電動的過載能力TM是最大轉矩M與額定轉矩MC的比值即一般起重機用的交流異步電動機的過載能力為2.5~3.3。交流電動機的過載能力　　&

31、lt;/p><p>　　式中 Imax — 電動機允許的最大電流值</p><p>　　Ic —電動機的額定電流值</p><p>　　各種電動機的過載能力可從設計手冊中查得。</p><p>　　電動機因過載而發(fā)生溫升需要有一段時間，從發(fā)熱方面來說，容許有短時的過載。但就過載能力而言，即使在很短時間內也是允許的。所以發(fā)熱和過載能力

32、必須同時考慮。</p><p>　　橋式起重機的電氣傳動系統(tǒng)有大車電動機兩臺、小車動機一臺、15噸大鉤、3噸小鉤提升電動機各一臺，這次設計總的思路是用四臺變額器來控制五臺電機。根據分析計算后電機的基本選型為表1所示：</p><p><b>　　表1 電機的選擇</b></p><p><b>　　2.2變頻器的選型</b>

33、;</p><p>　　本次設計采用的是艾倫-布拉德利有限公司的AB 1336 PLUS II 型變頻器。該型號變頻器的特點是：控制方法新穎、應用靈活和功能卓越；1336 PLUS II變頻器提供非常簡單的參數設定和操作，罕見的靈活性和突出的控制功能，無論是簡單的速度控制，還是強大的矢量控制變頻器的轉矩性能，均能滿足設計的應用需求。1336 PLUS II變頻器采用最新IG

34、BT（絕緣柵雙極型三極管）功率模塊和高級的控制算法，以提供任何速度下的平穩(wěn)的性能，超常的轉矩，使電動機低噪聲、高效率地運行。</p><p>　　2.3 PLC的組成</p><p>　　常見的PLC有整體式和模塊式兩類。不論哪種結構，其內部組成是相似的，硬件結構框圖如下：</p><p><b>　　PLC硬件結構框圖</b></p&g

35、t;<p><b>　　1）中央處理器</b></p><p>　　CPU是PLC的“大腦”，它控制所有其它部件的操作，一般由控制電路、運算器、寄存器等組成，通過地址總線、數據總線和控制總線與存儲器、I/O接口電路連接。</p><p><b>　　2）存儲器</b></p><p>　　存儲器是具有記憶功能

36、的半導體電路。PLC的存儲器包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序是控制和完成PLC各種功能的程序。擁護程序是由使用者通過編程器輸入到PLC的讀寫存儲器中，允許修改，由用戶啟動運行。</p><p>　　3）輸入/輸出接口電路</p><p>　　輸入/輸出接口電路用來連接PLC主機與外部設備。為了提高抗干擾能力，一般的輸入/輸出接口均有光電隔離裝置，應用最廣泛的是由發(fā)光二極管和光電

37、三極管組成的光電隔離器。</p><p><b>　　4）電源部件</b></p><p>　　電源部件用來將外部供電電源轉換成供PLC的CPU、存儲器、I/O接口等電子電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作。</p><p>　　2.3.1 PLC的工作原理</p><p>　　最初研制生產的PLC主要用于代替

38、傳統(tǒng)的由繼電器接觸器構成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(包括其常開或常閉觸點)在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。為了消除二者之間由于運

39、行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式---掃描技術。這樣在對于I/O響應要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結果上就沒有什么區(qū)別了。 當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，

40、PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。PLC的工作方式和通用微機不完全一樣，因此用P</p><p>　　2.3.2 PLC的硬件和軟件</p><p>　　PLC在90年代已經形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數分，可分為：微型PLC: 32 I/O； 小型PLC: 256 I/O ；中型PLC: 1024 I/O ； 大型PLC: 4096 I/O ； 巨型P

41、LC: 8195 I/O 。 近年來有單機支持300回路和65000點I/O的大型系統(tǒng)對應中型PLC以上，均采用16位～32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，現在根據通訊等方面要求，有的也改用16位～32位CPU。由于I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點～256點的占31%，合計位整個PLC銷售額的78%，所以對微、小型PLC研究力度更大。</p><p>　　1） PLC的硬

42、件 PLC控制器本身的硬件采用積木式結構，各廠家產品結構大同小異。以德國西門子S7-300為例，為總線模板框式結構，基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板;如果I/O模板多時，可由CPU母板經I/O擴展電纜連接I/O擴展母板，在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠程I/O從站等。這些都說明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商

43、(代理商)、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便，為營銷供應鏈帶來很大便利，這是一大成功經驗。 PLC內的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，這為PLC用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識別的ASCII/BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運行控制、機械加工的高速計數模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識別接口模板等，這在以后還會有很大發(fā)展。另

44、外在輸入、輸出的相關元件、強干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會更加完善。 </p><p>　　PLC中的CPU與存儲器配合，完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為0.1～0.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個數字采樣控制系統(tǒng)。 2） PLC的軟件 為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控

45、制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應用程序時可以調用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴展指令。細分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時器/計數器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉換指令、BCD運算指令、二進制運算指令、增量/減量指令、邏輯運算指令、特殊運算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計時器、計數器、內部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內

46、部資源，為編程帶來極大方便。</p><p>　　2.3.3 PLC型號的選用.</p><p>　?。?）、在選擇PLC時的注意要點</p><p>　　1）、根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程</p><p>　　2）、對I/O點數和I/O點的類型（數字量、模擬量等）統(tǒng)計；</p><p>　　3）、適當進行

47、內存容量的估計的基礎上，確定適當的留有余量而不浪費資的機型（小、中、大形機器）。</p><p>　　4）、結合市場情況，考察PLC生產廠家的產品及其售后服務、技術支持、網絡通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型。在PLC實際應用中，是以其為控制核心組成電氣控制系，實現對生產，工業(yè)過程的控制。</p><p>　　（2）、選型時的注意事項</p><p>　

48、　1）、在PLC選型時主要是根據所需功能和容量進行選擇，并考慮維護的方便性，備件的通用性，是否易于擴展，有無特殊功能要求等。</p><p>　　2）、PLC輸入/輸出點確定：I/O點數選擇時要留出適當余量10%～15%；</p><p>　　3）、PLC儲存容量：系統(tǒng)有模擬量信號存在或進行大量數據處理時容量選擇大一些。</p><p>　　4）、儲存時間維持時間：

49、一般儲存月保持1～3年（與使用次數有關）。若要長期或斷電保持應選用EEPROM儲存（不需備用電源），也可選外用儲存卡盒。</p><p>　　5）、PLC的擴展：可通過增加擴展模塊，擴展單元與主單元連接的方式。擴展模塊有輸入單元，輸出單元，輸入/輸出一體單元。擴展部分超出主單元驅動能力時應選用帶電源的擴展模塊或另外加電源模塊給以支持。</p><p>　　6）、PLC的聯(lián)網：PLC的聯(lián)網方

50、式分為PLC與計算機聯(lián)網和PLC之間互聯(lián)網兩種。與計算機聯(lián)網可通過RS232C接口直接連接，RS422+RS232C。422轉換適配器連接，調制解調通訊連接方式；一臺計算機與多臺PLC聯(lián)網，可通過采用通訊處理器，網絡適配器等方式進行連接，連接介質為雙絞線或光纜；PLC之間互聯(lián)時可通過專用通訊電纜直接連接，通訊板卡或模塊+數據線連接等方式。</p><p>　　7）、不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC；

51、</p><p>　　8）、充分合理利用軟，硬件資源</p><p>　　9）、不參與控制循環(huán)前已經投入的指令可不接入PLC；</p><p>　　10）、多重指令空話子一個任務時，可在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個輸入點；</p><p>　　11）、盡量利用PLC內部功能軟件，充分調用中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)。同時也能減

52、少硬件投入，降低了成本。</p><p>　　12）、條件允許的情況下最好獨立每一路輸出，便于控制和檢查，也保護其他輸出回路；當一個輸出點出現故障時只會導致相應輸出回路失控。</p><p>　　13）、輸出若為正/反向控制的負載，不僅要從PLC內部程序上聯(lián)鎖，并要在PLC外部采取措施，防止負載在兩方向動作。</p><p>　　14）、PLC緊急停止應使用外部開關

53、切斷，以確保安全。</p><p>　?。?）、PLC型號的確定</p><p>　　本設計應用了德國西門子公司SIMATIC S7-300系列的PLC進行控制。它屬于中型叫可編程控制器，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它有極強的通信功能，在大型網絡控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。設計中應用的I/O端子數分別是：輸入點數為56個，輸出點數為39個；根據要求

54、選用的模塊如下表2所示</p><p>　　表2 PLC模塊的型號</p><p>　　注：CPU-313——有集成的數字量I/O和模擬量I/O，適用于有較高要求的系統(tǒng)，模塊總數最多為31</p><p>　　6ES7-321-1FF01-0AAO——輸出模塊，輸出點數為8，有中斷功能</p><p>　　6ES7-322-8BF00-0A

55、B0——輸入模塊，輸入點數為8</p><p>　　PS307——電源模塊</p><p>　　2.4 主令控制器的選用</p><p>　　主令控制器主要用于要求按一定順序頻繁操縱的控制線路中，如繞線電動機按順序切除轉子附加電阻，也可實現與其他控制線路聯(lián)鎖、轉換的目的。它的結構與萬能轉換開關有些類似，也是通過手柄操作凸輪，使觸點按規(guī)定的接通表閉合或斷開電路，但其觸

56、點對數較多。主令控制器的觸點沒有滅弧裝置，使觸點分斷能力只比按鈕稍大。</p><p>　　有觸點的主令控制器有兩種：一種是凸輪可以調整，另一種是凸輪不能調整。有觸點的主令控制器，對電路輸出的是開關量主令信號；無觸點的主令控制器（又稱無級主令控制器），對電路輸出的是模擬量主令信號；無觸點主令控制器的內部是一個自整角機，其轉子由操作手柄帶動。</p><p>　　本系統(tǒng)選用的主令控制器的型號

57、是LK5-052/2-1003。特點：LK5系列主令控制器適用于交流50HZ電壓至380伏及直流電壓至440伏的電路中，主要用于各類型電力驅動裝置的遙遠控制，可以控制需要較多控制電路的聯(lián)鎖與轉換裝置，適合于頻繁操作任務。但它不適宜用于有化學活躍性，易燃氣體及充滿灰塵以及非常潮濕的場所。它的手柄在各操作位置時，各觸點閉合或斷開情況用表3來表示，表中“ⅹ”處代表觸點在該位置上閉合，空格代表觸點處于斷開狀態(tài)。</p><p

58、>　　表3 主令控制器觸點接通表（LK5-052/2-1003型）</p><p>　　2.5 PLC的I/O端子分配</p><p><b>　　輸入通道</b></p><p>　　I0.0 起停開關</p><p>　　I0.1 急停開關</p

59、><p>　　I0.2 故障復位</p><p>　　I1.0 大車零位</p><p>　　I1.1 大車正向限位</p><p>　　I1.2 大車反向限位</p><p>　　I1.3

60、 大車行駛1速</p><p>　　I1.4 大車行駛2速</p><p>　　I1.5 大車行駛3速</p><p>　　I1.6 大車行駛4速</p><p>　　I1.7 大車行駛5速</p>

61、;<p>　　I2.0 小車零位</p><p>　　I2.1 小車正向限位</p><p>　　I2.2 小車反向限位</p><p>　　I2.3 小車行駛1速</p><p>　　I2.4

62、 小車行駛2速</p><p>　　I2.5 小車行駛3速</p><p>　　I2.6 小車行駛4速</p><p>　　I2.7 大車行駛5速</p><p>　　I3.0 主鉤零位</p>

63、<p>　　I3.1 主鉤正向限位</p><p>　　I3.2 主鉤反向限位</p><p>　　I3.3 主鉤行駛1速</p><p>　　I3.4 主鉤行駛2速</p><p>　　I3.5

64、 主鉤行駛3速</p><p>　　I3.6 主鉤行駛4速</p><p>　　I3.7 主鉤行駛5速</p><p>　　I4.0 副鉤零位</p><p>　　I4.1 副鉤正向限位</p>&

65、lt;p>　　I4.2 副鉤反向限位</p><p>　　I4.3 副鉤行駛1速</p><p>　　I4.4 副鉤行駛2速</p><p>　　I4.5 副鉤行駛3速</p><p>　　I4.6

66、 副鉤行駛4速</p><p>　　I4.7 副鉤行駛5速</p><p>　　I5.0 大車變頻器運行</p><p>　　I5.1 大車變頻器故障</p><p>　　I5.2 大車變頻器復位</p>

67、;<p>　　I5.3 小車變頻器運行</p><p>　　I5.4 小車變頻器故障</p><p>　　I5.5 小車變頻器復位</p><p>　　I6.0 主鉤變頻器運行</p><p>　　I6.1

68、 主鉤變頻器故障</p><p>　　I6.2 主鉤變頻器復位</p><p>　　I6.3 主鉤回饋器運行</p><p>　　I6.4 主鉤回饋器故障</p><p>　　I6.5 主鉤回饋器復

69、位</p><p>　　I7.0 副鉤變頻器運行</p><p>　　I7.1 副鉤變頻器故障</p><p>　　I7.2 副鉤變頻器復位</p><p><b>　　輸入通道</b></p><p>　　

70、Q0.0 線路接觸器</p><p>　　Q0.1 故障聯(lián)鎖</p><p>　　Q0.2 大車電磁抱閘1#</p><p>　　Q0.3 大車電磁抱閘2#</p><p>　　Q0.4 小車電磁抱閘&l

71、t;/p><p>　　Q0.5 主鉤電磁抱閘</p><p>　　Q0.6 副鉤電磁抱閘</p><p>　　Q1.0 大車啟?？刂?lt;/p><p>　　Q1.1 大車變頻器正轉</p><p>　　Q1.2

72、 大車變頻器反轉</p><p>　　Q1.3 大車變頻器復位</p><p>　　Q1.4 大車變頻器選擇1信號</p><p>　　Q1.5 大車變頻器選擇2信號</p><p>　　Q1.6 大車變頻器

73、選擇3信號</p><p>　　Q2.0 小車啟?？刂?lt;/p><p>　　Q2.1 小車變頻器正轉</p><p>　　Q2.2 小車變頻器反轉</p><p>　　Q2.3 小車變頻器復位</p><p>

74、;　　Q2.4 小車變頻器選擇1信號</p><p>　　Q2.5 小車變頻器選擇2信號</p><p>　　Q2.6 小車變頻器選擇3信號</p><p>　　Q3.0 主鉤啟?？刂?lt;/p><p>　　Q3.1

75、 主鉤變頻器正轉</p><p>　　Q3.2 主鉤變頻器反轉</p><p>　　Q3.3 主鉤變頻器復位</p><p>　　Q3.4 主鉤變頻器選擇1信號</p><p>　　Q3.5 主鉤變頻器選擇2信號</

76、p><p>　　Q3.6 主鉤變頻器選擇3信號</p><p>　　Q3.7 主鉤逆變器使能</p><p>　　Q4.0 副鉤啟?？刂?lt;/p><p>　　Q4.1 副鉤變頻器正轉</p><p>　　Q4.2

77、 副鉤變頻器反轉</p><p>　　Q4.3 副鉤變頻器復位</p><p>　　Q4.4 副鉤變頻器選擇1信號</p><p>　　Q4.5 副鉤變頻器選擇2信號</p><p>　　Q4.6 副鉤變

78、頻器選擇3信號</p><p>　　3、控制系統(tǒng)的程序設計 </p><p><b>　　PLC控制指令表</b></p><p><b>　　NETWORK1</b></p><p>　　LD I1.0</p><p>　　A I2

79、.0</p><p>　　A I3.0 NETWORK6 </p><p>　　A I4.0 LD I5.0</p><p>　　O Q0.0 AN Q0.1</p&

80、gt;<p>　　ALD I0.0 AN I0.1</p><p>　　AN T32 = Q1.0</p><p>　　AN I0.1 NETWORK7</p><p>　

81、　= Q0.0 LD Q1.0</p><p>　　NETWORK2 A I1.1</p><p>　　LD I5.1 AN I1.2</p><p>　　O

82、 I5.4 = Q1.1</p><p>　　OLD I6.1 NETWORK8</p><p>　　OLD I7.1 LD Q1.0</p><p>　　ALD Q0.0

83、 AN I1.1</p><p>　　= Q0.1 A I1.2</p><p>　　NETWORK3 = Q1.2</p><p>　　LD Q0.1

84、 NETWORK9</p><p>　　O T32 LD Q1.0</p><p>　　AN I0.2 A I5.2</p><p>　　TON T32，+300 =

85、Q1.3</p><p>　　NETWORK4 NETWORK10</p><p>　　LD M0.0 LD Q1.1</p><p>　　O M0.1 O Q1.2</p>

86、<p>　　O M0.2 A I1.3</p><p>　　O M0.3 = M0.0</p><p>　　O M0.4 A M0.0</p><p

87、>　　A Q1.4 A I1.0</p><p>　　TON T33，+300 = M0.1</p><p>　　NETWORK5 A M0.1</p><p>　　LD

88、 T33 A I1.5</p><p>　　= Q0.2 = M0.2</p><p>　　= Q0.3 A M0.2</p><p>　　A

89、 I1.6 AN I5.4</p><p>　　= M0.3 AN I0.1</p><p>　　A M0.3 = Q2.0</p><p>　　A I

90、1.7 NETWORK17</p><p>　　= M0.4 LD Q2.0</p><p>　　NETWORK11 A I2.1</p><p>　　LD M0.0

91、 AN I2.2</p><p>　　AN M0.1 = Q2.1</p><p>　　AN M0.3 NETWORK18</p><p>　　= Q1.4 LD

92、 Q2.0</p><p>　　NETWORK12 AN I2.1</p><p>　　LD M0.1 A I2.2</p><p>　　AN M0.3 =

93、 Q2.2</p><p>　　AN M0.4 NETWORK19</p><p>　　= Q1.5 LD Q2.0</p><p>　　NETWORK13 A I5.5&

94、lt;/p><p>　　LD M0.3 = Q2.3</p><p>　　= Q1.6 NETWORK20</p><p>　　NETWORK14 LD Q2.1</p>

95、<p>　　LD M0.5 O Q2.2</p><p>　　O M0.6 A I2.3</p><p>　　O M0.7 = M0.5</p><

96、p>　　O M1.0 A M0.5</p><p>　　O M1.1 A I2.4</p><p>　　A Q2.0 = M0.6</p><p>

97、;　　TON T34，+300 A M0.6</p><p>　　NETWORK15 A I2.5</p><p>　　LD T34 = M0.7</p><p>　　=

98、 Q0.3 A M0.7</p><p>　　NETWORK16 A I2.6</p><p>　　LD I5.3</p><p>　　= M1.0 AN

99、 I0.1</p><p>　　A M0.7 = Q3.0</p><p>　　A I2.7 NETWORK27</p><p>　　= M1.1 LD Q3.0</

100、p><p>　　NETWORK21 A I3.1</p><p>　　LD M0.5 AN I3.2</p><p>　　AN M0.6 = Q3.1</p>

101、<p>　　AN M1.0 NETWROK28</p><p>　　= Q2.4 LD Q3.0</p><p>　　NETWORK22 AN I3.1</p><p>　　LD

102、 M0.6 A I3.2</p><p>　　AN M1.0 = Q3.2</p><p>　　AN M1.1 NETWORK29</p><p>　　= Q2.5

103、 LD Q3.0</p><p>　　NETWORK23 A I6.2</p><p>　　LD M1.0 = Q3.3</p><p>　　= Q2.6

104、 LD Q3.1</p><p>　　NETWORK24 O Q3.2</p><p>　　LD M1.2 A I3.3</p><p>　　O M1.3

105、 = M1.2</p><p>　　O M1.4 A M1.2</p><p>　　O M1.5 A I3.4</p><p>　　O M1.6 =

106、 M1.3</p><p>　　A Q3.0 A M1.3</p><p>　　TON T35，+300 A I3.5</p><p>　　NETWORK25 = M1

107、.4</p><p>　　LD T35 A M1.4</p><p>　　= Q0.4 A I3.6</p><p>　　NETWORK26 = M1.5</

108、p><p>　　LD I6.0 A M1.5</p><p>　　AN Q0.1 A I3.7</p><p>　　= M1.6 LD Q4.0</p>&

109、lt;p>　　LD M1.2 A I4.1</p><p>　　AN M1.3 AN I4.2</p><p>　　AN M1.5 = Q4.1</p><p>　　

110、= Q3.4 LD Q4.0</p><p>　　LD M1.3 AN I4.1</p><p>　　AN M1.5 A I4.2</p><p>　　AN

111、 M1.6 = Q4.2</p><p>　　= Q3.5 LD Q4.0</p><p>　　LD Q3.6 A I7.2</p><p>　　LDN I6.4