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Fl-40MR PLC在桥式起重机检测控制中的应用

来源:艾特贸易网 www.aitmy.com2017-06-04

简介一、应用背景与需求 起重机是一种循环、间歇运动的机械,主要用于物料的装卸,在工业生产、建筑及物流系统中是不可缺少的设备,有着广泛的用途。桥式起重机是起重机的一种,适

    一、应用背景与需求    起重机是一种循环、间歇运动的机械,主要用于物料的装卸,在工业生产、建筑及物流系统中是不可缺少的设备,有着广泛的用途。桥式起重机是起重机的一种,适用于冶金、水泥、化工、及其他企业的仓库和车间,在室内或露天的固定空间,从事矿石、石灰石、矿粉、焦渣、焦碳、煤、矿等散粒物料的搬运工作。由于该类设备笨重,运输安装困难,对其产品质量的检测一般要在现场进行。    由于对桥式起重机的检测需要在现场进行,就要求检测控制设备要接线方便、便于携带、工作可靠、控制灵活,PLC可以满足这些要求。本例讲解PLC在桥式起重机质量检测控制中的应用。    二、桥式起重机检测的PLC控制系统设计    1.检测系统的控制要求    桥式起重机有3个主要的执行工作机构:升降机构、进退机构、左右运行机构。对桥式起重机的质量检测,主要是针对工作机构在空载和加载两种工况下的运行情况进行检测。空载检测时,要求系统运行时间不少于1h;加载检测要加载到1.1倍额定负载,并按控制要求反复运行1h    对检测过程的控制要求如下。    ·检测进退机构运行时,机构的运动顺序是:前进30s,停45s,后退30s,停45s;每一个周期150s    ·当进退机构一个周期结束Is后,进行左右检测,左行14s,停23s,右行14s,停23s,左右行一个周期75s    ·检测升降机构运行时,升降机构在进退机构启动15s后启动,即在左右行机构工作14s后停止时启动,上升10s,停15s,下降10s,停15s,一个周期50S    ·为了安全,起重机任意两个机构不能同时启动,但可同时运行;同时,要求3个机构不能同时运行。    ·为了适应不同的现场要求,要求检测设备有随机手动控制功能,以保证运行灵活性和安全性。    2PLC选型及I/O定义    根据上述对桥式起重机检测过程的控制要求,PLC控制系统的输入包括:自动运行开关的输入信号,手动前进、后退开关信号,手动左行、右行开关信号,手动上升、下降开关信号,共计7个开关量输入信号。    PLC控制系统的输出包括:前进、后退接触器驱动信号,左行、右行接触器驱动信号,上升、下降接触器驱动信号,电铃和指示灯驱动信号,共计8个开关量输出信号。    根据系统的I/O点数,并考虑富裕量,可选用日本三菱公司的Fl-40MR,其I/O点数为:24点输入、16点输出。系统I/O地址定义如表8.6所示。    8.6    PLCI/O定义表
PLC的I/O定义表
    三、桥式起重机检测的PLC控制梯形图设计    依据控制要求和PLCI/O定义,可进行系统控制程序设计,包括进退机构、左右运行机构和升降机构的控制梯形图设计。    进退机构的梯形图程序设计如图8.14所示。运行时有手动操作和自动操作两种,自动运行过程如下。    · PLC开机工作时,通过内部继电器M71产生初始化脉冲,使各个计数器(C460~C463)复位。    ·当自动运行开关S1合上后,X400的常开接点闭合,Y431线圈接通,进退机构执行元件前进,接触器通电,起重机开始前进;同时,所有的定时器、计数器开始工作,定时器T450Ss产生一个脉冲,脉冲的保持时间为一个扫描周期,为计数器提供计数信号。    · C460计到6时(即延时30s),C460的常闭接点断开,使Y431线圈断电,进退机构停止前进。    ·再过45s后,C461计数器计到15C461的常开接点闭合,Y432线圈接通,起重机开始后退;工作30s后,C462计数器到21C462的常闭接点断开,Y432的线圈断开,使后退停止。    ·休息45sC463计数到30C463的常开接点闭合,使所有计数器复位,又重新计数,进入第二次循环。    除了上述的自动控制方式外,根据需要也可进行手动操作。从图8.14所示的梯形图可知,Y431有两条控制支路,X401的常开接点和X400的常闭接点串联构成手动操作支路。当S2合上时,Y431有输出,KM1接通,前进运行;当S2断开时,停止前进。S3手动后退的使用与S2类同。    左右运行机构的控制梯形图如图8.15所示,升降机构的控制梯形图如图8.16所示。它们的工作原理与进退机构相同,这里就不再赘述。
进退机构工作的控制梯形图
    8.14    进退机构工作的控制梯形图
左、右行机构工作的控制梯形图
    8.15    左、右行机构工作的控制梯形图
升降机构工作的控制梯形图
    8.16    升降机构工作的控制梯形图
声光指示的控制梯形图
    8.17    声光指示的控制梯形图    当加载并按控制要求反复运行1h后,若需要发出声光信号,并停止运行,可增加图8.17所示的梯形图。当起重机工作时,与C565的计数输出端连接的T450的常开接点每5s通断一次,C565计到720(即延时1h),串接在前进、后退、左行、右行、上升、下降工作自动运行控制支路的C565常闭接点断开,使Y431Y432Y433Y434Y435Y436均断开而停止工作。同时C565常开接点接通,Y430Y437线圈得电,发出声光信号;由于T454的作用,10s后,声音信号消失,但灯光信号仍保持。    四、总结与评价    为了保证工作的安全可靠,桥式起重机需要定期和经常性的检测,并且一般要在起重机的工作现场来完成。本例通过采用PLC来控制桥式起重机的运行,使起重机在现场的检测可以高效率地完成,可以充分体现出PLC所具有的功能强、可靠性高、编程简单、使用方便、体积小巧等优点。    此外,起重机采用PLC控制,还能够解决传统控制方式下在操纵方面的许多麻烦,包括开闭电机和起升电机在抓斗刚装料闭合起升时难以同步等问题。同时,通过采用PLC控制可以减轻工人的劳动强度,提高抓斗桥式起重机的工作性能。因此,PLC在该方面的应用具有重要的实用意义和推广价值。