PLC的天車無人化控制系統設計研發及應用

張鐵山

摘 要：本文先就天車發展的趨勢以及PLC控制天車的工作原理加以闡述，然后就PLC天車無人控制系統設計方案和系統架構以及設計研發詳細探究，希望能通過此次理論研究，有助于實踐工作的開展。

關鍵詞：PLC技術；天車無人控制；系統應用

中圖分類號：U445.36 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0032-02

新型的技術應用帶動了社會生產力水平的提高，處在當前的工業化迅速發展的時期，就要充分重視新型技術的廣泛應用。天車控制模式當中，多數是采用的純電氣控制，這就限制了天車控制水平的發展，而將PLC技術應用在天車控制系統當中，就能提高自動化程度，實現無人化的控制。通過從理論上深化PLC技術在天車無人化控制系統中的應用研究，就能為實際的系統設計科學性起到保障作用。

1 天車發展的趨勢以及PLC控制天車的工作原理

1.1 天車發展的趨勢

天車的應用比較廣泛，其作為重要的運輸工作，在諸多領域中扮演著重要角色，隨著技術的升級，天車的發展逐漸向著大型化以及高效率的方向邁進，當前的技術應用能使得天車的起重量達到六千五百噸，單機的最大輸送距離已經超過了三十千米，向著大型化以及高效率的方向目標實現[1]。天車的發展過程中，也逐漸向著智能化自動化和集成信息化的方向發展，有自動裝卸物料以及精確位置檢測等過程控制天車出現，這些都從很大程度上提高了天車工作的效率。天車的發展也向著成套化以及系統規?；姆较蜻~進，這樣在一套系統的應用下，就能保障應用的整體效率提高。天車的發展在向著組合化以及模塊化的方向邁進，能有效滿足用戶多樣化要求。

1.2 PLC控制天車的工作原理

天車的實際應用過程中，對于PLC技術的應用是比較重要的，這也是當前技術發展的重要目標。天車大車運行機構以及小車運行機構、主起升機構等，都是獨立運行的。如大車運行的機構是雙臺電動機進行同步拖動，由4臺變頻器進行傳動，通過PLC系統的應用來實現控制[2]。系統當中的變電動機需要的頻率可調交流電源，是通過變頻器進行提供的。大小車運行機構所配備的是普通反抗性負載，故此在選擇變頻器的時候，就要選擇普通型的。運行機構的起動時間相對比較長，起動的速度快以及穩定，要對電氣控制方式的應用充分考慮，結合工作狀況不同，采用制動方法主要有強制制動以及自由制動，天車運行中的停止時間，就要和司機操作的天車要求進行緊密的結合起來，正常的停止過程中可以選擇自由制動的方式。

2 PLC天車無人控制系統設計方案和架構及設計研發應用

2.1 PLC天車無人控制系統設計方案

通過對PLC技術的應用，進行設計天車無人控制系統，就要充分重視和實際的需求進行緊密的結合起來，實現全天候的監控目標，通過對綜合無線網技術的應用以及對PLC技術的應用等，進行設計天車無人控制系統。完善的PLC控制系統的應用，就能有多樣的處理能開，有遙控模式以及手動模式和自動模式、維護模式等等，這樣就能對天車無人控制系統的多樣化控制的目標有效實現[3]。進行系統設計的時候，就要充分重視能夠以面向對象為基礎，將這一控制系統分成不同的層，主要有基礎層，以及命令層和執行層，通過現場總線技術以及無線通訊技術的應用，和PLC控制系統進行有機的結合起來，對天車的各個控制部分進行有機的結合，這樣就能有助于保障控制系統的智能化目標實現。

2.2 PLC天車無人控制系統架構

PLC的天車無人控制系統的實際應用過程當中，系統運行的電源是比較關鍵的，缺少了良好的電源就必然會影響實際的工作。不是特殊情況下，交流電壓波動在+13%時候課直接把PLC和交流電網進行有機的連接起來。CPU作為PLC系統當中的重要構成，其起到檢查儲存器以及電源等狀態的作用，能對用戶程序的語法錯誤進行有效的診斷，在實際的工作過程中，進行掃描和接收現場輸入裝置狀態以及數據，然后對應存入到I/O印象區。程序從存儲器當中進行讀取，實施邏輯以及算數的運算，把運算的結果錄入到I/O印象區當中。程序結束把數據錄入對應輸出裝置當中這樣進行循環往復運行[4]。PLC技術應用下的天車無人化控制系統，其功能結構比較的復雜，通過統一化的管理以及多部協同自動控制的方式應用就顯得比較重要，主要是將這一控制系統分成三個層次，也就是計劃層以及任務層和執行層，和實際的工作需要進行有機的結合起來，保障系統的應用質量水平提高。

2.3 PLC天車無人控制系統設計研發和應用

PLC天車無人控制系統的設計應用方面，要結合具體的技術應用需求進行設計，PLC天車系統硬件設備是通過地面設備以及車載設備和移動終端設備進行組成，如地面設備就包含著服務器以及無線訪問點和交換機等。訪問點是通過先進直序擴頻技術無線AP設備，這對數據傳輸的效率以及質量就得到了保障，有著良好的抗干擾性能。通過傳感器的狀態經過連鎖以及邏輯判斷，來進行對執行層下達具體動作命令。執行層就有變頻器和控制的電機傳動裝置，在總線接受命令層指令下實施電機設備動作。系統的設計過程中，設備控制功能的設計是比較重要的，設計中手動以及遙控控制使用循環順序控制的方式，通過主程序以此調用手動控制的模塊和遙控模塊，進行實現邏輯順序執行，這樣就能有效保證天車非常規工作使用，對傳統的天車控制功能也能得以有效繼承。自動控制的模式設計是定時掃描控制方式的應用，調用一次自動控制模塊就能保障系統的自動化運行，實現天車無人控制的目標。維護模式則主要是通過繼電器進行實現控制的，這就脫離了PLC控制，系統產生故障以及天車其他設備出現致命錯誤的時候能發揮積極作用。

天車擺角PLC技術應用功能的設計研發過程中，自動控制目標的實現就要在天車移動以及停止中，保障主鉤的擺幅控制，能夠實現動態的取放卷時，主鉤擺角控制在0.5度內，這樣才能保障天車的精確定位以及安全取放卷，對鋼卷在庫房中的精確碼放就能得到有效控制[5]。天車擺角的產生，是在變速的運動時候，鋼卷速度發生了變化滯后于大車以及小車速度的變化，進行控制天車的擺角就要注重自動控制技術的應用，在PLC技術的應用下，就能有效消除擺角的差異，從而保障擺角的自動控制功能充分發揮。

系統設計過程中對于天車設備的全天候監控的設計研發也是比較重要的，要能保證操作人員以及維修人員對設備的實時監控，及時性的發現問題并加以消除，接收實時的設備狀態掃描信息，這樣才能保障設備的正常運行。加強管理控制系統的設計，要注重其有完善通訊能力，這是整個系統當中的任務層，進行接收下發施工單計劃和轉化具體天車任務下發到UCCS，能夠進行多部天車的協同調度，有效的提高管理效率[6]。系統功能設計過程中的車輛識別系統功能也是比較重要的，通過信息數據匹配通過天車無人系統自動完成運輸車輛上卷以及卸卷的作業。這一系統的實際應用過程中，能夠對鋼卷的信息以及物流信息和設備的信息完整呈現，在投入使用之后，為企業的發展帶來了很大經濟效益。

3 結語

綜上所述，PLC技術應用下的天車無人化控制系統的設計研發，是提高實際工作效率的重要支持系統，實現智能化的控制目標，就能有助于這一系統的應用作用充分發揮。在當前的社會生產力的不斷提高下，將PLC系統科學的應用，就成為促進天車無人化控制功能完善的重要技術支持力量，希望能通過此次研究為實際系統設計提供有益發展思路。

參考文獻

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[5]施燦濤，劉璐新.面向智能制造的設備管理應用研究[J].冶金設備，2016，（05）.

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