岸邊橋式集裝箱起重機(jī)PLC程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　由于PLC控制系統(tǒng)可靠，方便等特點(diǎn)，其已在集裝箱起重機(jī)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(shí)由于總線系統(tǒng)的發(fā)展，PLC所需采集的各類開(kāi)關(guān)，傳感器信號(hào)可以通過(guò)遠(yuǎn)程I/O站實(shí)現(xiàn)，大大節(jié)省了電纜布線成本，也節(jié)約了故障查詢時(shí)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(jì)：岸橋PLC程序的設(shè)計(jì)與實(shí)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(yuǎn)程模塊站。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS總線將PLC主站與各遠(yuǎn)程模塊站及控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變頻器相連，見(jiàn)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(gè)系統(tǒng)的核心所在，它有兩個(gè)PROFIBUS總線接口，一條總線連接所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(yùn)行狀態(tài)的反饋等信號(hào)均可以通過(guò)PROFIBUS通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一條總線則連接所有的I/O遠(yuǎn)程站，實(shí)現(xiàn)采集信號(hào)和輸出信號(hào)，大大節(jié)約了布線。PLC同時(shí)也帶有以太網(wǎng)接口，可以方便的與計(jì)算機(jī)連接，這樣一來(lái)工程技術(shù)人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面來(lái)監(jiān)控岸橋的運(yùn)行，同時(shí)該計(jì)算機(jī)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

　　對(duì)岸橋的PLC系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其需要控制的內(nèi)容有岸橋的起升， 大車， 小車， 俯仰這四個(gè)主要機(jī)構(gòu)的運(yùn)行與輔助機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，四個(gè)主要機(jī)構(gòu)都有相同的運(yùn)行過(guò)程，如下圖2-1所示：

　　圖2-1：岸橋主要機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程

　　因此在這過(guò)程中的“是否滿足運(yùn)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?cè)谶@里必須通過(guò)工況分析，有了清楚的了解之后，才能正確的編寫程序。以下我們將以起升機(jī)構(gòu)為例，對(duì)工況進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1. 岸橋起升機(jī)構(gòu)工況分析

　　2.1.1. 岸橋起升機(jī)構(gòu)的組成

　　起升機(jī)構(gòu)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(dāng)?shù)蹙叩趿思b箱之后，集裝箱就可以通過(guò)起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，比如將集裝箱從船艙或集裝箱卡車上提取。起升機(jī)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(jī)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(jī)聯(lián)接一個(gè)減速箱。在電機(jī)與減速箱之間的主軸上裝有一個(gè)液壓推桿盤式制動(dòng)器。電機(jī)非驅(qū)動(dòng)側(cè)出軸安裝有測(cè)速編碼器和超速開(kāi)關(guān)。在卷筒的一側(cè)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(jī)構(gòu)組成

　　2.1.2. 岸橋起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行控制

　　起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程控制如下：

　　l PLC采集司機(jī)發(fā)出的運(yùn)行指令及速度給定指令。

　　l 通過(guò)PLC程序進(jìn)行邏輯判斷，判斷是否滿足“運(yùn)行允許”的情況。

　　l 如果PLC程序邏輯判斷滿足“運(yùn)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(yùn)行命令，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按司機(jī)給定的速度運(yùn)行。

　　n 如果PLC收到減速運(yùn)行信號(hào)，PLC則將速度處理為司機(jī)給定速度的10%。

　　l 最終，PLC需將這些運(yùn)行命令，運(yùn)行速度通過(guò)PROFIBUS總線傳輸給變頻器，變頻器帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。