岸邊橋式集裝箱起重機PLC程序的設計與實(shí)現

　　由于PLC控制系統可靠，方便等特點(diǎn)，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。同時(shí)由于總線(xiàn)系統的發(fā)展，PLC所需采集的各類(lèi)開(kāi)關(guān)，傳感器信號可以通過(guò)遠程I/O站實(shí)現，大大節省了電纜布線(xiàn)成本，也節約了故障查詢(xún)時(shí)間。本文主要闡述的就是岸橋控制系統的核心內容設計：岸橋PLC程序的設計與實(shí)現。

　　在這套系統中，控制系統的主要元件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(gè)系統通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)將PLC主站與各遠程模塊站及控制傳動(dòng)機構的變頻器相連，見(jiàn)如下單線(xiàn)圖1-1所示：

　　圖1-1：以PLC為核心的岸橋電氣控制系統圖

　　圖1-1中，S7-400 PLC是整個(gè)系統的核心所在，它有兩個(gè)PROFIBUS總線(xiàn)接口，一條總線(xiàn)連接所有傳動(dòng)機構變頻器（變頻器由整流器與逆變器組成），這樣一來(lái)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(guò)PROFIBUS通訊來(lái)實(shí)現。另一條總線(xiàn)則連接所有的I/O遠程站，實(shí)現采集信號和輸出信號，大大節約了布線(xiàn)。PLC同時(shí)也帶有以太網(wǎng)接口，可以方便的與計算機連接，這樣一來(lái)工程技術(shù)人員可以通過(guò)計算機的人機界面來(lái)監控岸橋的運行，同時(shí)該計算機也可以作為編程器，用來(lái)配置PLC硬件，修改PLC程序。

2. 岸橋PLC程序編寫(xiě)

　　對岸橋的PLC系統來(lái)說(shuō)，其需要控制的內容有岸橋的起升， 大車(chē)， 小車(chē)， 俯仰這四個(gè)主要機構的運行與輔助機構的運行，四個(gè)主要機構都有相同的運行過(guò)程，如下圖2-1所示：

　　圖2-1：岸橋主要機構運行過(guò)程

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

2.1. 岸橋起升機構工況分析

　　2.1.1. 岸橋起升機構的組成

　　起升機構的主要作用是通過(guò)鋼絲繩與吊具上的滑輪將吊具作上下的移動(dòng)。當吊具吊了集裝箱之后，集裝箱就可以通過(guò)起升機構實(shí)現上下移動(dòng)，比如將集裝箱從船艙或集裝箱卡車(chē)上提取。起升機構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(dòng)裝置，每套傳動(dòng)裝置的組成如圖2-2所示：有一個(gè)交流電機聯(lián)接一個(gè)減速箱。在電機與減速箱之間的主軸上裝有一個(gè)液壓推桿盤(pán)式制動(dòng)器。電機非驅動(dòng)側出軸安裝有測速編碼器和超速開(kāi)關(guān)。在卷筒的一側出軸上裝有一個(gè)凸輪限位開(kāi)關(guān)。

　　圖2-2：起升傳動(dòng)機構組成

　　2.1.2. 岸橋起升機構的運行控制

　　起升機構運行過(guò)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(guò)PLC程序進(jìn)行邏輯判斷，判斷是否滿(mǎn)足“運行允許”的情況。

　　l 如果PLC程序邏輯判斷滿(mǎn)足“運行允許”的情況，接下來(lái)要進(jìn)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(dòng)機構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(guò)PROFIBUS總線(xiàn)傳輸給變頻器，變頻器帶動(dòng)電機運行，實(shí)現起升機構的運行。