基于PLC的門機自動控制系統改造研究

于文龍 王正方 韓冬 張志超 丁發軍

摘? 要：PLC與自動控制技術的出現和應用可以從根本上解決門座式起重機運行性能低、作業效率慢和能源消耗高等問題，為進一步提高門座式起重機的應用價值和應用前景提供有力的保障。本文利用PLC技術對落后的起重機電氣控制系統進行改造和優化，從而盡可能降低機械震動所產生的沖擊力，提高起重機的作業效率和效果，減少電器故障發生的概率，從而促進門座式起重機的健康、可持續發展。

1.操作臺采用按鈕或腳踏開關控制的作用

（1）自動啟動控制。通過使用按鈕或腳踏開關來啟動自動程序，自動運行位置軌跡包括從船側到大漏斗側的和大漏斗側到船側的運行軌跡。（2）大漏斗位置設定。通過使用按鈕來設定大漏斗上方抓斗的位置，設定的參數包括高度設定、變幅設定、回轉角度設定等參數，滿足自動運行的條件。（3）安全高度設定。通過使用按鈕來設定船側上方抓斗的安全高度，設定的安全高度為在船側三上方時，起升高度高于此設定高度時，才能啟動自動程序從船側到大漏斗側自動運行。

2.機構變頻器參數設置

將機構的變頻器控制板更換為設定好的自動專用控制板，然后將每臺變頻器上電、初始化、設置常規參數，試機正常后再設置自動運行所需的參數。將起升支持機的編碼器線接到旋轉變頻器和變幅變頻器的PGD1卡的二通道上，作為防搖技術的參數設定要求，自動運行的防搖防抖動功能均通過變頻器參數的設定來完成。

3.PLC程序的編寫與調試

在自動控制情況下，需要處理PLC的外部接口：包括三個機構的手柄信號、自動啟動按鈕信號、位置零點（回轉機構的校正點）、上升終點限位和變幅減幅終點限位等信號，將該信號線接入PLC輸入輸出模塊中，然后對PLC程序進行編寫，滿足自動程序控制的要求。

（1）船側到大漏斗側的實現。起升位置到達船側上方設定的安全高度以后，才能啟動自動，然后進入自動運行模式，旋轉和變幅開始同時動作，起升機構此時不允許下降，起升必須在旋轉到小于目標位置30°的時候才允許下降，即到了岸側安全角度（由PLC設定）后才下降到目標位置，然后人工直接手動開斗放料，整個運行過程防搖位不取消，避免設備搖晃，達到安全穩定的運行。

（2）大漏斗側到船側的實現。抓斗開完斗放料后直接按自動，自動啟動，起升、變幅、旋轉機構聯動控制運行，目標位置為船側啟動自動時的位置。從大漏斗側位置到船側位置，為了提高效率，PLC控制程序針對旋轉問題進行了優化：當我們啟動自動按鈕后，起升和變幅按正常程序行駛，旋轉機構不啟動自動，直接給出50Hz及運行方向，然后由PLC計時計算時間，時間到就發停機命令。全程防搖都不取消。自動開始、位置控制都由PLC控制。PLC自己判斷回程的方向，速度直接給50Hz，從給啟動命令開始計時，到達時間T后發停機信號給變頻器停機。全程檢測到手柄信號，取消所有機構的自動。全程檢測到旋轉和變幅的手柄信號，防搖功能取消，如圖1所示。

四、結論

PLC是一種數字運算操作的電子系統，主要在醫學制造工業、化工工業、冶金工業等領域有廣泛的應用。同時PLC還應用在一些編程軟件領域，它主要是通過繼電器來進行邏輯控制處理的。研究人員可以根據當前PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用現狀進行分析，通過完善計算機組網可以減少PLC技術在電氣控制系統中的不足之處。節能與效率提升已成為工程機械的發展趨勢，能源消耗和循環利用成為新建機械設計和運行的重要方面。并且已經投入使用的機械需要額外的節能系統，以避免因更換機械而造成不必要的開支。隨著經濟全球化的發展，港口業發展迅速。港口機械方面，專家學者重點研究節能，其中工程機械是其中的一個重要組成部分。在吞吐量占港口貨物總量一半以上的散貨港口，門式起重機發揮著至關重要的作用。通過門座式起重機自動控制技術，既實現散糧系統智能化操作，又實現了設備安全穩定的運行，降低了現場司機的作業強度，提升了門座式起重機卸船作業效率和設備的安全技術性能，為散糧系統節能降耗打好基礎關，為全面實現智能化建設提供技術保障。

參考文獻：[1]紀春波，肖傳軍.PLC技術在自動化控制中的應用[J].電子測試，2020（24）：135-136.