【正文】 ，如手動操作按鈕、需手動復(fù)位的熱繼電器 KR 的常閉觸點等提供的信號，可以設(shè)置在 PLC 外部的硬件電路中（如圖 34）。某些手動按鈕還需要串接一些安全聯(lián)鎖觸點等，如果 外部硬件聯(lián)鎖電路過于復(fù)雜，則應(yīng)考慮仍將有關(guān)信號送入 PLC，用梯形圖實現(xiàn)聯(lián)鎖。 減少所需輸出點數(shù)的方法 (1)在 PLC 的輸出功率允許的條件下，通 /斷狀態(tài)完全相同的負載可以并聯(lián)連接，即共用一個輸出點。如在需要用指示燈顯示 PLC 驅(qū)動的負載（如接觸器線圈）狀態(tài)時，可以將指示燈與負載并聯(lián)，并聯(lián)時其指示燈應(yīng)與負載的額定電壓相同，但總電流不應(yīng)超過 PLC 的允許值。 (2)通過外部的或 PLC 控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換，一個輸出點可以控制兩個或多個不同時工作的負載。 (3)與外部元件的觸點配合，可以用一個輸出點控制兩個或多 個有不同要求的負載。 (4)用一個輸出點控制指示燈常亮或閃爍，可以顯示兩種不同的信息。 (5)用接觸器的輔助觸點來實現(xiàn) PLC 外部的硬件聯(lián)鎖，或控制指示燈。 (6)用數(shù)字顯示器代替指示燈，如果工作狀態(tài)指示燈或程序步比較多，可29 用數(shù)字顯示代替指示燈。如用 8 個輸出點驅(qū)動兩個數(shù)字顯示器，而這兩個數(shù)字顯示器可顯示 00～ 99，即 100 個狀態(tài)。 (7)系統(tǒng)中某些相對獨立或比較簡單的部分，可以不進 PLC，直接用繼電器電路來控制。 所有這些措施都可以節(jié)省 PLC 的輸出點數(shù) 。 PLC 的選型設(shè)計 控制方案的選 擇 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展改進，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從策重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微型計算機為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)。在本次設(shè)計中可以考慮以下方案： 方案一：只改主令控制為 PLC 控制 題選 20/5t 橋式起重機的起升機構(gòu)采用了主令控制器控制，而大 、 小車 、副鉤 運行機構(gòu)采用的仍是凸輪控 制器控制，另外還專門設(shè)置了保護箱。如果只將主令控制器控制的 主鉤 改為 PLC 主令控制， 接觸器 器觸點相連接 依然 存在，使整個系統(tǒng)的接線仍然很復(fù)雜，日常的維修工作量和困難程度還將很大。 方案二：綜合考慮整個系統(tǒng)，將控制和保護均由 PLC 控制實現(xiàn) 采用 此方 案會使技術(shù)改造的工作量增大，程序也將變得比較復(fù)雜，但會使系統(tǒng)的接線明顯清晰簡單，雖然 PLC 的容量有所加大，但資金投入的增加不會太大，因為復(fù)雜的控制過程是由 PLC 的控制程序?qū)崿F(xiàn)的，起重機的控制系統(tǒng)都是開關(guān)量控制，所以仍可考慮選擇一臺 PLC 的基本單元， I/O 數(shù)量的增加可以由 增加 PLC 的擴展模塊來解決， PLC 的成本增加不多，當(dāng)然，把凸輪控制器去掉以后，把凸輪控制器去掉以后還需要增加 PLC 控制所必須的接觸器和中間繼電器。 通過綜合分析和比較，認為第二種方案是可行的。 輸入、輸出點的確定 30 以 第二種方案的改造思路為出發(fā)點，對 PLC 的 I/O 點數(shù)進行以下考慮： 保護箱 如圖 ，保護箱中的控制變壓器回路主要是照明燈、電鈴和插座，它可以脫離 PLC 工作，所以 PLC 的 I/O 點不需考慮；保護箱中的各進線開關(guān)均為手動操作，也可以不接入 PLC，但其中的 QS1 在 控制電路中有一個串聯(lián)的輔助常開接點，該接點從原理上分析其作用不是很大，可以不考慮；用于過載保護、限位保護的各過流繼電器、行程開關(guān)和倉門、橋架門行程開關(guān)以及起動和急停按鈕需占用 PLC 的 I/O 點。 由保護電路可知， 5 臺電動機中的任何一臺過流進線接觸器線圈都將斷電，使整個系統(tǒng)停止工作，從這一角度出發(fā)，將所有過流繼電器的觸點合并用一個輸入點就可以了，但這樣不能反映是哪一臺電動機發(fā)生了過流，為解決這一問題，可以在設(shè)計時使每一臺電動機的過流繼電器占用一個輸入點，在相應(yīng)電動機發(fā)生過流時，使相應(yīng)的電動機停止工作，同時發(fā)出燈 光報警信號，這樣過流繼電器需要 6 個輸入點。 對其工作限位（主鉤、副鉤、大車、小車）的行程開關(guān)做同樣處理，需要 4 個輸入點。 倉門、橋架門行程開關(guān)需要 2 個輸入點。起動按鈕需要 1 個輸入點。欠壓繼電器和急停開關(guān)和用 1 個輸入點，指示信號復(fù)位需要 1 個輸入點。 進線接觸器需要 1 個輸出點，過流報警需要 6 個輸出點，工作限位報警需要 4 個輸出點，倉門、橋架門狀態(tài)指示需要 2 個輸出點。由保護電路可知，5 臺電動機中的任何一臺過流進線接觸器線圈都將斷電，使整個系統(tǒng)停止工作，從這一角度出發(fā)，將所有過流繼電器的觸點合并用一個輸入點就可以了。 因此，保護箱部分需要 15 個輸入點和 13 個輸出點因此，保護箱部分需。 起升機構(gòu) (主鉤和副鉤） 由圖 ，主鉤的主令控制器有上升、下降及零位 7 個擋位，由 11 組觸點控制起升電動機的運行，通過合理程序設(shè)計，只 需要 7 個輸入點，若考慮點動控制需要而設(shè)置的腳踏開關(guān)，還需要 1 個輸入點。 主鉤 控制電路中有 9個接觸器（ KM1～ KM9）和 1個零壓繼電器 （ KHV1） ，零壓繼電器 可以用 PLC 內(nèi)部的輔助繼電器代替，用于點動 控制 的 接觸（ KM9）也可以用 PLC 內(nèi)部的輔助繼電器代替，所以主鉤 需要 8 個輸出點。 副 鉤主令器有 上升、下降及零位 7 個擋位，只 需要 7 個輸入點。副鉤中31 沒有點動，其輸出有 7 個接觸器。因此有 7 個輸出點。 因此， 起升機構(gòu) 需要 15 個輸入點和 15 個輸出點。 行走機構(gòu) 原起重機的大、小車 行走機構(gòu)均采用凸輪控制器控制，在本次設(shè)計中擬采用 PLC 控制， PLC 控制 系統(tǒng)及程序的設(shè)計將仿照 圖 所示的 PQY 系列主令控制電路 進行。 由圖 可知， 控制 大車行走機構(gòu)的主令控制器也有向前、向后及零位7 個擋位，也 7 個輸入點。 大車行走機構(gòu) 的控制電路中有 10 個接觸器（ KM10～ KM19）和 1 個零壓繼電器 （ KHV2） ，零壓繼電器 仍可用 PLC 內(nèi)部的輔助繼電器代替，用于正反轉(zhuǎn)的兩臺 個接觸器（ KM10 和 KM11） 需要 2 個 輸出點， 用于兩臺電動機轉(zhuǎn)子回路的 8 個 接觸器（ KM12～ KM19） 線圈是分成 4 組并聯(lián)使用的，它們需要 4 個 輸出點。 小車 行走機構(gòu)的控制電路與大車行走機構(gòu)的控制電路類似，只是由一臺電動機拖動，切換轉(zhuǎn)子電阻 的 接觸器 數(shù)量有所減少，若 轉(zhuǎn)子回路的電阻仍按5段考慮，也需要 4臺接觸器，加上電動機的 正反轉(zhuǎn) 控制共 需要 6 臺 接觸器 ，這樣，也需要 7 個輸入點和 6 個 輸出點。 即 大、小車 行走機構(gòu)均 需要 14 個輸入點和 12 個輸出點。 由以上分析可知，該橋式起重機的控制系統(tǒng)共需 44 個輸入點和 40 個輸出點。小車 行走機構(gòu)的控制電路與大車行走機構(gòu)的控制電路類似，只是由一臺電動機拖動，切換轉(zhuǎn)子電阻 的 接觸器 數(shù)量有所減少，若 轉(zhuǎn)子回路的電阻仍按 5 段考慮，也需要 4 臺接觸器，加上電動機的 正反轉(zhuǎn) 控制共 需要 6 臺 接觸器 ，這樣，也需要 7 個輸入點和 6 個 輸出點。 PLC 的選型設(shè)計 根據(jù) 橋式起重機的 控制原理分析，在 起重機 的一般工作過程中，對 起重機 的控制只需要開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出（本次設(shè)計沒有考慮提升重量限制及顯示部分），所需程序存儲量不大，因此可以只按輸 入輸出點數(shù)來選擇 PLC。從輸入輸出點數(shù)看，若按 10％～ 20％的裕量考慮，則其輸入輸出點數(shù)為： 44 (1+10％～ 20％ )=～ (點 ) 40 (1+10％～ 20％ )=44～ 48(點 ) 32 所以，選擇輸入、輸出點數(shù)分別為 50 的 PLC 即可，經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選擇了三菱 FX2N系列 PLC，型號為 FX2N128MR。 PLC 的地址分配如表 31 所示。 表 31 PLC 輸入、輸出地址分配表 序號 元件名稱 原系統(tǒng)中 的符號 輸入地址編號 序 號 元件名稱 原系統(tǒng)中 的符號 輸 出地 址編號 1 總起動按鈕 SB1 X00 1 進線主接觸器 KM Y00 2 急停、欠壓 SQ1KHV X01 3 倉門行程開關(guān) SQ9 X02 2 倉門開關(guān)狀態(tài)指示 Y02 4 橋架門行程開關(guān) SQ10 X03 3 橋架開關(guān)狀態(tài)指示 Y03 5 主鉤限位行程開關(guān) SQ SQ2 X04 4 主鉤限位動作指示 Y04 6 大車限位行程開關(guān) SQ SQ4 X05 5 大車限位動作指示 Y05 7 小車限位行程開關(guān) SQ SQ6 X06 6 小車限位動作指示 Y06 8 副鉤限位行程開關(guān) SQ SQ8 X07 7 副鉤限位動作指示 Y07 9 總過流繼電器 KOC0 X10 8 總過流動作指示 Y10 10 主鉤過流繼電器 KOC1 X11 8 主鉤過流動作指示 Y11 11 大車過流繼電器 1 KOC2 X12 9 大車過流動作指示 1 Y12 12 大車過流繼電器 2 KOC3 X13 10 大車過流動作指示 2 Y13 13 小車過流繼電器 KOC4 X14 11 小車過流動作指示 Y14 14 副鉤過流繼電器 KOC5 X15 12 副鉤過流 動作指示 Y15 15 指示信號復(fù)位按鈕 X16 16 主鉤主令控制器 SA1上 3 X20 13 起升正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 Y20 17 SA1上 2 X21 14 起升反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 Y21 18 SA1上 1 X22 15 起升單相制動接觸器 KM3 Y22 19 SA10 位 X23 16 起升第一加速接觸器 KM4 Y23 20 SA1下 1 X24 17 起升第二加速接觸器 KM5 Y24 21 SA1下 2 X25 18 起升第三加速接觸器 KM6 Y25 22 SA1下 3 X26 19 起升第四加速接觸器 KM7 Y26 23 主鉤點動腳踏開關(guān) SF X27 20 起升電磁制動接觸器 KM8 Y27 24 大車主令控制器 SA2前 3 X30 21 大車正轉(zhuǎn)接觸器 KM10 Y30 25 SA2前 2 X31 21 大車反轉(zhuǎn)接觸器 KM11 Y31 25 SA2前 1 X32 23 大車第一加速接觸器 KM1 KM16 Y32 26 SA20 位 X33 24 大車第二加速接觸器 KM1 KM17 Y33 27 SA2后 1 X34 25 大車第三加速接觸器 KM1 KM18 Y34 28 SA2后 2 X35 26 大車第四加速接觸器 KM1 KM19 Y35 續(xù)表 31 序 元件名稱 原系統(tǒng)中 輸入地 序 元件名稱 原系統(tǒng)中 輸出地 33 號 的符號 址編號 號 的符號 址編號 29 SA2后 3 X36 30 副鉤主令控制器 SA3上 3 X40 34 副鉤正轉(zhuǎn)接觸器 KM20 Y40 31 SA3上 2 X41 35 副鉤反轉(zhuǎn)接觸器 KM21 Y41 32 SA3上 1 X42 36 副鉤單相制動 接觸器 KM22 Y42 33 S30 位 X43 37 副鉤第一加速接觸器 KM23 Y43 34 SA3下 1 X44 38 副鉤第二加速接觸器 KM24 Y44 35 SA3下 2 X45 39 副鉤第三加速接觸器 KM25 Y45 36 SA3下 3 X46 40 副鉤第四加速接觸器 KM26 Y46 37 小車主令控制器 SA4左 3 X50 27 小車正轉(zhuǎn)接觸器 KM30 Y50 38 SA4左 2 X51 28 小車反轉(zhuǎn)接觸器 KM31 Y51 40 SA4左 1 X52 29 小車第一加速接觸器 KM32 Y52 41 SA40 位 X53 30 小車第二加速接觸器 KM33 Y53 42 SA4右 1 X54 31 小車第三加速接觸器 KM34 Y54 43 S4右 2 X55 32 小車第四加速接觸器 KM35 Y55 44 SA4右 3 X56 33 器件選擇 從技術(shù)改造出發(fā)，首先要考慮最大限度地利用原有設(shè)備和器件，用最小的投入產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益。原 橋式起重機的 器件 明細 如表 32 所示。 表 32 20/5t 交流橋式起重機電器元件明細表 符 號 名 稱 型 號 數(shù)量 備 注 M5 主鉤電動機 YZR315M 75 kW 1 M1 副鉤電動機 YZR200L 15KW 1 M2 小車電動機 YZR132MB kW 1 M M4 大車電動機 YZR160MB kW 2 AC1 副鉤凸輪控制器 K J150／ 1 1 控制副鉤電動機 AC2 小車凸輪控制器 K J150／ 1 1 控制小車電動機 AC3 大車凸輪控制器 K J150／ 5 1 控制大車電動機 AC4 主鉤主令控制器 LK112／