PLC在橋式起重機中的應用

　　1  背景

　　滄州煉油廠煉油三部瀝青車間現有年產十萬噸道路瀝青裝置一套，車間配套有裝車用橋式起重機兩臺，該橋式起重機是張家口起重機廠1979年10月生產，我廠1980年4月投用，經過20多年的使用，該設備已經非常陳舊，且隨著近幾年產量的增加，起重機使用頻率增加，天車故障頻發，瀝青橋式起重機（又稱天車）的電氣維護一直是我們日常維護的一項重要工作，往往投入了大量的人力物力，還不能保證天車的正常使用，每年都消耗大量的材料費用。為解決該問題，2004年4月份我們組織了技術人員進行了QC攻關，經過比較決定采用施耐德公司生產的Modicon TSX Neza PLC，代替原電路中的JT3-11/1時間繼電器，改造后，經過兩年的使用，效果良好。

　　2  控制電路的分析與改造

　　在橋式起重機電路中，故障發生比較多的是抓斗提升、張合部分的控制電路。抓斗提升、張合主電路如圖1所示。控制電路如圖2所示。

圖1     原主電路

圖2     原控制電路

　　圖2中，KM11、KM33、KM22、KM44分別是控制抓斗提升、張合的主接觸器，KM1～KM6是切除電阻的接觸器，KT1～KT6是時間繼電器，時間繼電器的作用是分級延時接觸啟動電阻，由于動作頻繁所以故障頻發。我們通過分析可以看出:

　　（1） 由于時間繼電器的型號是JT3-11/1-110V，因此工作回路是一個半波整流降壓回路，要使JT3-11/1正常工作，該回路中的二極管、降壓電阻、接觸器輔助接點均應可靠工作;

　　（2） JT3-11/1型號的時間繼電器的輔助接點導致電氣故障經常發生的一個主要點，如機構故障、接點接觸不良故障，檢修起來非常煩瑣;

　　（3） JT3-11/1的線圈本身也經常出現短路和斷路故障;另外，在這部分控制電路中，切除電阻的接觸器和時間繼電器輔助觸點相互控制，互為因果，電路比較復雜。我們通過以上分析可以看出:無論哪一點出問題，都會導致抓斗電動機直接起動，使電機的起動轉矩大大下降，如果發現不及時，極易燒壞電機。

　　施耐德公司生產的Modicon TSX Neza PLC功能比較豐富，容易使用且工作可靠，CPU單元具有12點輸入和8點輸出的20點I/O的基本結構，可根據需要最多連接3個擴展模塊擴展至80個I/O點。根據原電路要求，筆者用兩個Modicon TSX Neza PLC更換了6個時間繼電器，用PLC的輸出節點對KM1～KM6接觸器進行控制。改造后的原理圖如圖3圖、4所示。

圖3     Modicon TSX Neza PLC的電源回路

圖4     Modicon TSX Neza PLC的輸出回路

　　由于Modicon TSX Neza PLC一接通電源就運行其中的程序，因此通過抓斗主接觸器來控制Neza PLC是否運行。我們對Neza PLC進行了編程，使其輸出節點依據設定的延時時間依次導通，達到原電路的動作要求。考慮到Neza PLC的安全運行，實測了接觸器（CJ12-100）線圈的實際工作電流是0.7A，為了防止線圈燒毀而損壞繼電器的輸出接點，該接點的額定電流是2A，在輸出回路中串聯了一個2A的保險管，保障該回路的接點不致被損壞。

　　3  抗干擾措施

　　由于PLC的安裝地點是在橋式起重機的電氣控制箱上，處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中。要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產廠家提高設備的抗干擾能力;另一方面，要求工程設計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。

　　3.1  采用性能優良的電源，抑制電網引入的干擾

　　在PLC控制系統中，電源占有極重要的地位。電網干擾竄入PLC控制系統主要通過PLC系統的供電電源（如CPU 電源、I/O電源）等進入的。對于給PLC系統供電的電源，必須采用隔離性能較好電源。

　　3.2  電纜選擇的鋪設

　　為了減少動力電纜輻射的電磁干擾，我們選用了屏蔽電纜。在工程中，采用銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，可以大大降低動力線產生的電磁干擾，使工程取得滿意的效果。

　　不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類分層鋪設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號;避免信號線與動力電纜靠近平行鋪設，以減少電磁干擾。

　　4  結束語

　　我們改造后的電路簡單，使用可靠，維護方便，從2004年6月份投用以來，兩部橋式起重機的改造電路故障率為零，節省了大量人力物力，降低了勞動強度，并且每年可節約幾萬元的材料消耗，解決了多年瀝青橋式起重機電氣部分頻繁故障的一個重大難題。