【正文】 ，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關鍵。必要時還可將控制任務分成幾個獨立部分，這樣可化繁為簡，有利于編程和調試。在深入了解和掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等各方面情況之后。 (4)選擇用戶輸入設備（按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等）、輸出設備（繼電器、接 觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設備驅動的控制對象（電動機、電磁閥等），這些設備屬于一般的電器元件。 (3)進行 PIC 系統(tǒng)配置設計，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 對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟性能指標起著重要的作用。因此， PLC 控制系統(tǒng)設計的基本內容應包括： (1)根據(jù)生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程的工藝要求，以及所提出的各項控制指標與經(jīng)濟預算等內容，首先進行系統(tǒng)的總體設計。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點數(shù)和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。 3)力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。因此，在設計 PLC 控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則： 23 1)最大限度地滿足被控對象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計 PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中 最重要的一條原則?；蛲獠康妮斎胙b 置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程設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。 可以在實驗室模擬調試 PLC 的用戶程序，輸入信號用小開關來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管觀察輸出信號的狀態(tài)。對復雜的控制系統(tǒng)，如果掌握了正確的設計方法。 、安裝、調試工作量少 PLC 的梯形圖程序可以用順序控制設計法萊設計。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。 可編程序控制器被認為是 真正的工業(yè)控制計算機，在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其主要特點有： 梯形圖是使用最多的 PLC 的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只需花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 22 (7)對控制系統(tǒng)的監(jiān)控 PLC 具有較強的監(jiān)控功能，它能記憶某些異常情況或在發(fā)生異常情況時自動終止運行。多臺 PLC 之間可進行同位鏈接 (PLC Link)，還可用計算機進行上位鏈接 (Host Link)，接受計算機的命令，并將執(zhí)行結果告訴計算機。 (5)數(shù)據(jù)處理 PLC 具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，除能進行加減乘除運算甚至開方運算外，還能進行字操作、移位操作、數(shù)制轉換、譯碼等數(shù)據(jù) 處理。 (4)步進控制 步進順序控制是 PLC 的最基本的控制方式，但是許多 PLC為方便用戶編制較復雜的步進控制程序，設置了專門的步進控制指令。其中 6 個高速計數(shù)器， 121 個電池后備計數(shù)器。所有定時器的定時值可由用戶在編程時設定，即使在運行中定時值也可被讀出或修改，使用靈活，操作方便。 PLC 的型號繁多，各種型號的 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 具有邏輯運算功能，它能根據(jù)輸入繼電器觸點的與（ AND）、或（ OR）等邏輯關系決定輸出繼電器的狀態(tài)（ ON 或 OFF），故它可代替繼電器進行開關控制。 21 第 3 章 起重機 PLC 控制系統(tǒng)的設計 可編程序控制器的功能和特點 PLC 是電子技術、計算機技術與繼電邏輯自動控制系統(tǒng)相結合的產(chǎn)物。如要快速停車，可將手柄由正轉第一位推向反轉第一位。 4)制動器驅動元件沒有專門接觸器控制，而是由電動機正、反轉接觸器KM KM11 主觸點控制，它與電動機同時通電與斷電。 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拖動電動機的運行機構，圖 為 PQY2 型主令控制電路圖，該電路特點是： 1)可逆對稱電路； 2)主令控制器檔數(shù)為 303， 6 個回路； 3)電動機轉子串接起動與調速電阻級數(shù) (不包括軟化級 )按電動機功率分為兩種： 100kW 及 以下時為 4 級；第一、二級由主令控制器手動控制，后兩級由繼電器接觸器控制自動切除，其延時繼電 器延時整定為 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行分析。緊急開關 SEM 作事故情況下的緊急停電保護；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關 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；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關 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 實現(xiàn)電動機的機械制動。其中 4 對主觸點接于電動機定子電路進行倒檔控制，實現(xiàn)電動機正、反轉；另 5 對主觸點接于電動機轉子電路，實現(xiàn)轉子電阻的接入和切除。 小車運行機構采用 KT1425J/1型凸輪控制器，其電氣原理圖如圖 。 運行機構控制原理 大車與小車運行機構在工作中要求有一定的調速范圍，能獲得幾檔運行速度。 接入點動控制環(huán)節(jié)， 若要實現(xiàn)輕載下降重物的點動控制，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”位間進行。 當控制器手柄由下降“ 1”位扳回“ 0”位時， KMKM KT2 斷電釋放，電磁抱閘進行制動， KM1 經(jīng) KT2 延時 斷開觸點斷開后才斷電釋放，以防止溜鉤。 圖 點動操作接線圖 當 SF 壓下，控制器手柄從“ 0”位扳到下降“ 1”位時，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， KM 為接觸器。同時，由于 KT1 的短暫延時，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， KM3 不動作，不會進行單相制動。 17 6)當控制器手柄由提升或下降各檔位扳回到 “ 0”位時， 制動器制動，但觸點 KT2（ SA4 支路） 需經(jīng) 延時才斷開，在延時期間 KM1 仍保持通電吸合，電動機仍產(chǎn)生提升的電磁轉矩，在該轉矩與制動器共同作用下防止溜鉤 現(xiàn)象。同時，由于 KM8 相繼通電吸合， 在 KM KM8 輔助觸點作用下，使 KT2 恢復通電吸合，又保持 KMKM8 的通電吸合。 4)當控制器手柄由下降“ 3”位扳到下降“ 2”位時，電動機處于單相制動狀態(tài)，獲得低速下降。該檔可用于任何負載的強力下降或再生制動下降。電動機定子按下降相序接線，轉子短接電阻 R R2 兩段電阻， 制動器松開，電動機運行在圖 “ 下 3’” 特性上。 3)當控制器手柄由下降“ 2”位扳向下降“ 3”位時， KM KT1 同時斷電釋放，經(jīng) KT1（ ～ ） 的延時后，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 較大轉子電阻情況下，制動器松開，電動機定子接 入 單相交流電源，處于單相制動狀態(tài)運轉，可實現(xiàn)輕型載荷的低速下降。 但此時時間繼電器 KT KT KT5 通電吸合，為斷電延時做準備。 (2)下降重物的控制 1)當控制器手柄由“ 0”位扳到下降“ 1”位時， 接觸器 KM KM8 仍處于斷電釋放狀態(tài)。 當控制器手柄由提升“ 3”位依次扳回提升“ 2”位與提升“ 1”位時，電動機相應工作在圖 “上 上 1”特性上。 3)控制器手柄由提升“ 2”位扳至提升“ 3”位時，接觸器 KM6 通電吸合，再短接一段轉子電阻 R3， 進入圖 “上 3’”特性上，但這并不是電動機穩(wěn)定運行狀態(tài)。 2)當控制器手柄由提升“ 1”位扳到提升“ 2”位時，接觸器 KM5 通電吸合，短接轉子電阻 R2，電動機運行在圖 的上 2 特性曲線上。短接一段轉子電阻 R1，電動機運行在圖 “上 1”特性曲線上。短接一段轉子電阻 R1，電動機運行在圖 “上 1”特性曲線上。 14 3~接制動器下降 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 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，直流電磁式時間繼電器 KT KT KT5 通電吸合，其常閉斷電延時閉合觸點 斷開，為斷電延時做準備。為簡化操作在某些場合需經(jīng)常使用點動操作，為此可對控制器，可在圖 中按加接 ab 與 cd 環(huán)節(jié)，此時可 操作腳踏開關 SF，使 SF 常開觸點閉合，然后扳動控制器手柄進行“ 0” 下降“ 1” “ 0”的操作，即可實現(xiàn)點動控制。設計中應用的 i/o 端子數(shù)分別是：輸入點數(shù)為 56 個，輸出點數(shù)為 39 個 ； 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上升下降接制動器Q2 圖 POS1型主令控制電路原理圖 7)停車時，電路保證制動器驅動元件先于電動機 停電，防止溜鉤； 8)采用時間繼電器 KT1 延遲 電動機可逆運行轉換時間，防止接觸器KM1KM KM3KM2 可逆轉換時可能造成的相間短路。主令控制器的觸點沒有滅弧裝置，使觸點分斷能力只比按鈕稍大。 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，如繞線電動機按順序切除轉子附加電阻，也可實現(xiàn)與其它控制線路聯(lián)鎖、轉換的目的。 控制電路特點 1)可逆不對稱電路； 2)主令控制器檔數(shù)為 303， 12 個回路； 3)電動機轉子串接電阻級數(shù)：當被控制電動機功率為 100kW 及其以下時為 4 級可短接電阻， 125kW 以上時為 5 級；其中第一、二級電阻系手動控制切除，其余由時間繼電器自動控制切除，其延時整定值為 、 、 ； 4)下降“ 1”檔為倒拉反接制動檔，可實現(xiàn)重型負載的 低速下降。 本設計中 ， 20/5t 交流橋式起重機 的起升機構主鉤采用的是 POS1 型主令控制電路，如圖 所示，它是由主令控制器發(fā)出動作指令，使磁力控制屏中各相應接觸器動作，來換接電路，控制起升機構電動機按與之相應的運行狀態(tài)來完成 各種起重吊運工作。 SQ1 1S Q 1 1QS1急停SQ1 0 SQ9