【正文】 ，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。必要時(shí)還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這樣可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。在深入了解和掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等各方面情況之后。 (4)選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接 觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），這些設(shè)備屬于一般的電器元件。 (3)進(jìn)行 PIC 系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，主要是 PLC 的選擇， PLC 是 PLC 控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC 對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。因此， PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括： (1)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的工藝要求，以及所提出的各項(xiàng)控制指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)預(yù)算等內(nèi)容，首先進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 3)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 23 1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中 最重要的一條原則?；蛲獠康妮斎胙b 置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程設(shè)備提供的信息方便地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。 可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試 PLC 的用戶程序，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。對(duì)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如果掌握了正確的設(shè)計(jì)方法。 、安裝、調(diào)試工作量少 PLC 的梯形圖程序可以用順序控制設(shè)計(jì)法萊設(shè)計(jì)。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。 可編程序控制器被認(rèn)為是 真正的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其主要特點(diǎn)有： 梯形圖是使用最多的 PLC 的編程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只需花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 22 (7)對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控 PLC 具有較強(qiáng)的監(jiān)控功能，它能記憶某些異常情況或在發(fā)生異常情況時(shí)自動(dòng)終止運(yùn)行。多臺(tái) PLC 之間可進(jìn)行同位鏈接 (PLC Link)，還可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行上位鏈接 (Host Link)，接受計(jì)算機(jī)的命令，并將執(zhí)行結(jié)果告訴計(jì)算機(jī)。 (5)數(shù)據(jù)處理 PLC 具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，除能進(jìn)行加減乘除運(yùn)算甚至開方運(yùn)算外，還能進(jìn)行字操作、移位操作、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼等數(shù)據(jù) 處理。 (4)步進(jìn)控制 步進(jìn)順序控制是 PLC 的最基本的控制方式，但是許多 PLC為方便用戶編制較復(fù)雜的步進(jìn)控制程序，設(shè)置了專門的步進(jìn)控制指令。其中 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器， 121 個(gè)電池后備計(jì)數(shù)器。所有定時(shí)器的定時(shí)值可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，即使在運(yùn)行中定時(shí)值也可被讀出或修改，使用靈活，操作方便。 PLC 的型號(hào)繁多，各種型號(hào)的 PLC 功能不盡相同，但目前的 PLC 一般都具有下列功能： (1)條件控制 PLC 具有邏輯運(yùn)算功能，它能根據(jù)輸入繼電器觸點(diǎn)的與（ AND）、或（ OR）等邏輯關(guān)系決定輸出繼電器的狀態(tài)（ ON 或 OFF），故它可代替繼電器進(jìn)行開關(guān)控制。 21 第 3 章 起重機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 可編程序控制器的功能和特點(diǎn) PLC 是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯自動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。如要快速停車，可將手柄由正轉(zhuǎn)第一位推向反轉(zhuǎn)第一位。 4)制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)元件沒有專門接觸器控制，而是由電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器KM KM11 主觸點(diǎn)控制，它與電動(dòng)機(jī)同時(shí)通電與斷電。 POY2 型主令控制電路分析 PQY2 型主令控制電路是用來控制兩臺(tái)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，圖 為 PQY2 型主令控制電路圖，該電路特點(diǎn)是： 1)可逆對(duì)稱電路； 2)主令控制器檔數(shù)為 303， 6 個(gè)回路； 3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接起動(dòng)與調(diào)速電阻級(jí)數(shù) (不包括軟化級(jí) )按電動(dòng)機(jī)功率分為兩種： 100kW 及 以下時(shí)為 4 級(jí)；第一、二級(jí)由主令控制器手動(dòng)控制，后兩級(jí)由繼電器接觸器控制自動(dòng)切除，其延時(shí)繼電 器延時(shí)整定為 3s、 或 2s、1s。 圖 PQY 系列主令控制電路 下面以 PQY 系列主令控制電路為例進(jìn)行分析。緊急開關(guān) SEM 作事故情況下的緊急停電保護(hù)；在起重機(jī)端梁上欄桿門與司機(jī)室艙口門上裝有安全開關(guān) SQ3，防止 人人在橋架上開車以確保人身安全；故情況下的緊急停電保護(hù)；在起重機(jī)端梁上欄桿門與司機(jī)室艙口門上裝有安全開關(guān) SQ3，防止人人在橋架上開車以確保人身安全；防止人人在橋架上開車以確保人身安全電磁抱閘 YB 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械制動(dòng)。其中 4 對(duì)主觸點(diǎn)接于電動(dòng)機(jī)定子電路進(jìn)行倒檔控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)；另 5 對(duì)主觸點(diǎn)接于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電阻的接入和切除。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用 KT1425J/1型凸輪控制器，其電氣原理圖如圖 。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制原理 大車與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)在工作中要求有一定的調(diào)速范圍，能獲得幾檔運(yùn)行速度。 接入點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)， 若要實(shí)現(xiàn)輕載下降重物的點(diǎn)動(dòng)控制，可操作主令控dcba0KM 8KM 4KT2KM 1KMKM 1KT1KM 3KM 2KT2SFKM下降 上升3213 2 1SAS A11S A5S A418 制器手柄在“ 0”位 下降“ 2”位 “ 0”位間進(jìn)行。 當(dāng)控制器手柄由下降“ 1”位扳回“ 0”位時(shí)， KMKM KT2 斷電釋放，電磁抱閘進(jìn)行制動(dòng)， KM1 經(jīng) KT2 延時(shí) 斷開觸點(diǎn)斷開后才斷電釋放，以防止溜鉤。 圖 點(diǎn)動(dòng)操作接線圖 當(dāng) SF 壓下，控制器手柄從“ 0”位扳到下降“ 1”位時(shí)，觸電 SA SA11閉合， KM 通電吸合， KM1 通電吸合， KM KT2 相繼通電吸合。 圖 中 ab 與 cd 環(huán)節(jié) 中的 SF為腳踏開關(guān)， KM 為接觸器。同時(shí)，由于 KT1 的短暫延時(shí)，在主令控制器手柄快速由 “ 0”位扳到下降“ 3”位途徑下降“ 2”位時(shí)， KM3 不動(dòng)作，不會(huì)進(jìn)行單相制動(dòng)。 17 6)當(dāng)控制器手柄由提升或下降各檔位扳回到 “ 0”位時(shí)， 制動(dòng)器制動(dòng)，但觸點(diǎn) KT2（ SA4 支路） 需經(jīng) 延時(shí)才斷開，在延時(shí)期間 KM1 仍保持通電吸合，電動(dòng)機(jī)仍產(chǎn)生提升的電磁轉(zhuǎn)矩，在該轉(zhuǎn)矩與制動(dòng)器共同作用下防止溜鉤 現(xiàn)象。同時(shí)，由于 KM8 相繼通電吸合， 在 KM KM8 輔助觸點(diǎn)作用下，使 KT2 恢復(fù)通電吸合，又保持 KMKM8 的通電吸合。 4)當(dāng)控制器手柄由下降“ 3”位扳到下降“ 2”位時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于單相制動(dòng)狀態(tài)，獲得低速下降。該檔可用于任何負(fù)載的強(qiáng)力下降或再生制動(dòng)下降。電動(dòng)機(jī)定子按下降相序接線，轉(zhuǎn)子短接電阻 R R2 兩段電阻， 制動(dòng)器松開，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “ 下 3’” 特性上。 3)當(dāng)控制器手柄由下降“ 2”位扳向下降“ 3”位時(shí)， KM KT1 同時(shí)斷電釋放，經(jīng) KT1（ ～ ） 的延時(shí)后，使 KM2 通電吸合，以保證在 KM3斷電釋放后， KM2 才通電吸合，避免發(fā)生三相短路。在串 入 較大轉(zhuǎn)子電阻情況下，制動(dòng)器松開，電動(dòng)機(jī)定子接 入 單相交流電源，處于單相制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)輕型載荷的低速下降。 但此時(shí)時(shí)間繼電器 KT KT KT5 通電吸合，為斷電延時(shí)做準(zhǔn)備。 (2)下降重物的控制 1)當(dāng)控制器手柄由“ 0”位扳到下降“ 1”位時(shí)， 接觸器 KM KM8 仍處于斷電釋放狀態(tài)。 當(dāng)控制器手柄由提升“ 3”位依次扳回提升“ 2”位與提升“ 1”位時(shí)，電動(dòng)機(jī)相應(yīng)工作在圖 “上 上 1”特性上。 3)控制器手柄由提升“ 2”位扳至提升“ 3”位時(shí)，接觸器 KM6 通電吸合，再短接一段轉(zhuǎn)子電阻 R3， 進(jìn)入圖 “上 3’”特性上，但這并不是電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。 2)當(dāng)控制器手柄由提升“ 1”位扳到提升“ 2”位時(shí)，接觸器 KM5 通電吸合，短接轉(zhuǎn)子電阻 R2，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 的上 2 特性曲線上。短接一段轉(zhuǎn)子電阻 R1，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “上 1”特性曲線上。短接一段轉(zhuǎn)子電阻 R1，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖 “上 1”特性曲線上。 14 3~接制動(dòng)器下降 上升32132 1S Q 2S Q 1V D 2K T 5K T 4K T 3V D 1KM 6KM 5KM 1K T 2KM 3KM 2KM 1K T 5K T 4KM 7KM 6KM 5K T 3KM 4KM 4KM 3KM 2K T 1KM 2KM 1KM 3KM 2KM 3KM 1K T 1 KM 1KM 3K T 1K T 2KM 2S A 1 0S A 9S A 8S A 7S A 6S A 5KHVS A 3S A 1S A 4KHVKOC2KOC1KOC2KOC1FUQ2L2L1R5R4R3R2R1K M 7K M 6K M 5K M 4MPEKM8K M 2K M 3K M 1Q1L3L2L1圖 POS1型副鉤主令控制電路原理圖 電路工作情況分析 合上電源開關(guān) Q Q2，主令控制器 SA 置于“ 0”位，零電壓繼電器 KHV1通電吸合并自鎖，直流電磁式時(shí)間繼電器 KT KT KT5 通電吸合，其常閉斷電延時(shí)閉合觸點(diǎn) 斷開，為斷電延時(shí)做準(zhǔn)備。為簡(jiǎn)化操作在某些場(chǎng)合需經(jīng)常使用點(diǎn)動(dòng)操作，為此可對(duì)控制器，可在圖 中按加接 ab 與 cd 環(huán)節(jié)，此時(shí)可 操作腳踏開關(guān) SF，使 SF 常開觸點(diǎn)閉合，然后扳動(dòng)控制器手柄進(jìn)行“ 0” 下降“ 1” “ 0”的操作，即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。設(shè)計(jì)中應(yīng)用的 i/o 端子數(shù)分別是：輸入點(diǎn)數(shù)為 56 個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為 39 個(gè) ； 13 IIL1 L2 L3Q1K M 1K M 3K M 2KM8PEMK M 4K M 5K M 6K M 7R1R2R3R4R5L1 L2FUK O C 1K O C 2K O C 1 K O C 2KHVS A 4S A 1S A 3KHVS A 5S A 6S A 7S A 8S A 9S A 1 0S A 1 1K M 2K T 2K T 1K M 3 K M 1K T 1K M 1 K M 3 K M 2K M 3K M 1 K M 2K T 1K M 2K M 3 K M 4K M 4K T 3K M 5K M 6K M 7K M 8K T 4K T 5K M 1K T 2K M 8 K M 1K M 2K M 3K T 2K M 1K M 5K M 6V D 1K T 3K T 4K T 5V D 2S Q 1S Q 21231 2 3上升下降接制動(dòng)器Q2 圖 POS1型主令控制電路原理圖 7)停車時(shí)，電路保證制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)元件先于電動(dòng)機(jī) 停電，防止溜鉤； 8)采用時(shí)間繼電器 KT1 延遲 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行轉(zhuǎn)換時(shí)間，防止接觸器KM1KM KM3KM2 可逆轉(zhuǎn)換時(shí)可能造成的相間短路。主令控制器的觸點(diǎn)沒有滅弧裝置，使觸點(diǎn)分?jǐn)嗄芰χ槐劝粹o稍大。 主令控制器主要用于要求按一定順序頻繁操縱的控制線路中，如繞線電動(dòng)機(jī)按順序切除轉(zhuǎn)子附加電阻，也可實(shí)現(xiàn)與其它控制線路聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)換的目的。 控制電路特點(diǎn) 1)可逆不對(duì)稱電路； 2)主令控制器檔數(shù)為 303， 12 個(gè)回路； 3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻級(jí)數(shù)：當(dāng)被控制電動(dòng)機(jī)功率為 100kW 及其以下時(shí)為 4 級(jí)可短接電阻， 125kW 以上時(shí)為 5 級(jí)；其中第一、二級(jí)電阻系手動(dòng)控制切除，其余由時(shí)間繼電器自動(dòng)控制切除，其延時(shí)整定值為 、 、 ； 4)下降“ 1”檔為倒拉反接制動(dòng)檔，可實(shí)現(xiàn)重型負(fù)載的 低速下降。 本設(shè)計(jì)中 ， 20/5t 交流橋式起重機(jī) 的起升機(jī)構(gòu)主鉤采用的是 POS1 型主令控制電路，如圖 所示，它是由主令控制器發(fā)出動(dòng)作指令，使磁力控制屏中各相應(yīng)接觸器動(dòng)作，來換接電路，控制起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)按與之相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)來完成 各種起重吊運(yùn)工作。 SQ1 1S Q 1 1QS1急停SQ1 0 SQ9