PLC在电力起重机械中的应用与问题分析
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 39634 次点击
PLC是可编程逻辑控制器(Pro?鄄grammableLogicController)的缩写,PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的,并在近几年逐步取代传统继电器控制装置,在各类工业控制中得到广泛应用,并具有良好的发展态势。它的主要优点是使用方便,可靠性高,故障率低,缺点是成本比较高,一旦出现故障维修难度较大。笔者主要针对可编程逻辑控制器在电力施工起重机械中的应用实例和和常见问题进行汇总分析。
电力建设使用的各种大型起重机械,原先主要采用继电器控制实现各种操作目的,近几年随着电力行业的迅速发展,要求施工机械必须具备高效率低故障,因此各类新型起重机械普遍使用PLC控制,旧机械也不同程度进行了改造。
一、在汽车式起重机中的应用:
汽车起重机各种控制回路原先普遍使用低压直流继电器控制,最早使用的PLC控制,是德国西门子公司开发的,目前许多国内厂家也可以制作。汽车起重机主要使用继电器动作控制起重臂的伸缩、起升限位动作停止起升、回转限位等简单开关控制,对于一些特殊的功能要求,继电器则无法实现,复杂的开关控制只能通过PLC进行编程,实现完整的操作系统和显示功能。
例如使用PLC替代继电器实现回转停机控制动作,节省空间和接线费用,将复杂的开关控制改为编程控制:
使用继电器控制方案:
该方案尽管能够实现控制动作的目的,但无记忆功能,其必须确保无断电情况出现,如在过程中断电,则模拟逻辑回路将失去意义,无法实现限位停机的作用。
使用PLC控制方案:
从上图可以看出,采用PLC控制,接线简单,可实现断电记忆保护,并可随时修改和编程。
汽车吊吊具仰角自动校正中PLC应用:汽车吊采用电液比例伺服直动式多路换向阀和PCD线控比例控制系统,双卷扬配专用吊具进行作业,要求吊具仰角大于7度或小于5度时,自动控制卷扬机减速,可以通过信号传输,当比例信号大于4伏时,PLC输出高电平,判断为起升动作,反之同理,实现良好控制。
二、在电动塔式起重机和电动龙门式起重机中的应用:
目前国内如四川建筑机械厂生产的40吨塔吊(C7050B)等机械,主要使用PLC与变频器共同使用,实现各种动作的控制和调速功能。变频器中也存在一些数值型(如频率、电压等)指令信号的输入,可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定;模拟输入则通过接线端子由外部给定,通常通过0~10V/5V的电压信号或0/4~20mA的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异,因此必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。当变频器和PLC的电压信号范围不同时,如变频器的输入信号为0~10V,而PLC的输出电压信号范围为0~5V时;或PLC的一侧的输出信号电压范围为0~10V而变频器的输入电压信号范围为0~5V时,由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制,需用串联的方式接入限流电阻及分压方式,以保证进行开闭时不超过PLC和变频器相应的容量。当输入开关信号进入变频器时,有时会发生外部电源和变频器控制电源(DC24V)之间的串扰。正确的连接是利用PLC电源,将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC,如下图:
三、根据以上应用,将常见的使用问题分析如下:
1、在许多项目的使用中经常出现电源干扰现象:经检查PLC及其输入输出模块,操作手柄以及开关信号的供电电源,由于受潮造成对地漏电,电压下降,使系统不能正常工作。造成漏电的原因有:(1)电缆老化,相间串电;(2)接线端子灰尘过多,或绝缘老化使接于其上的电源漏电。因此在使用中要保持系统清洁、防止潮湿,机械经过工地间拆装后,应检查电缆,并适当更换。
2、PLC与变频器共同使用中,经常出现变频器的强电磁对PLC产生干扰,为保证PLC不因为变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪音而出现故障,将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点:(1)对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地,而且应注意避免和变频器使用共同的接地线,且在接地时使二者尽可能分开。(2)当电源条件不太好时,应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接