岸边桥式集装箱起重机PLC程序的设计与实现
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
图1-1:以PLC为核心的岸桥电气控制系统图
图1-1中,S7-400PLC是整个系统的核心所在,它有两个PROFIBUS总线接口,一条总线连接所有传动机构变频器(变频器由整流器与逆变器组成),这样一来变频器所需要的命令,运行状态的反馈等信号均可以通过PROFIBUS通讯来实现。另一条总线则连接所有的I/O远程站,实现采集信号和输出信号,大大节约了布线。PLC同时也带有以太网接口,可以方便的与计算机连接,这样一来工程技术人员可以通过计算机的人机界面来监控岸桥的运行,同时该计算机也可以作为编程器,用来配置PLC硬件,修改PLC程序。
2.岸桥PLC程序编写
对岸桥的PLC系统来说,其需要控制的内容有岸桥的起升, 大车, 小车, 俯仰这四个主要机构的运行与辅助机构的运行,四个主要机构都有相同的运行过程,如下图2-1所示:
图2-1:岸桥主要机构运行过程
因此在这过程中的“是否满足运行条件”与“是否存在减速命令”是编写岸桥PLC 程序所必须清楚的情况,我们在这里必须通过工况分析,有了清楚的了解之后,才能正确的编写程序。以下我们将以起升机构为例,对工况进行详细的分析。
2.1. 岸桥起升机构工况分析
2.1.1.岸桥起升机构的组成
起升机构的主要作用是通过钢丝绳与吊具上的滑轮将吊具作上下的移动。当吊具吊了集装箱之后,集装箱就可以通过起升机构实现上下移动,比如将集装箱从船舱或集装箱卡车上提取。起升机构的组成除了吊具与钢丝绳之外,还包括两套并行连接的机械传动装置,每套传动装置的组成如图2-2所示:有一个交流电机联接一个减速箱。在电机与减速箱之间的主轴上装
有一个液压推杆盘式制动器。电机非驱动侧出轴安装有测速编码器和超速开关。在卷筒的一侧出轴上装有一个凸轮限位开关。
图2-2:起升传动机构组成2.1.2. 岸桥起升机构的运行控制
起升机构运行过程控制如下:
l PLC采集司机发出的运行指令及速度给定指令。
l l 通过PLC程序进行逻辑判断,判断是否满足“运行允许”的情况。
如果PLC程序逻辑判断满足“运行允许”的情况,接下来要进行的就是起升速度的处
理,其处理如下:
n n l 如果不存在减速运行命令,则传动机构按司机给定的速度运行。
如果PLC收到减速运行信号,PLC则将速度处理为司机给定速度的10%。最终,PLC需将这些运行命令,运行速度通过PROFIBUS总线传输给变频器,变频
器带动电机运行,实现起升机构的运行。
2.2. 程序编写
2.2.1. Symbol 表的编写
在编写PLC程序之前,对于I/O 变量, 由于其在原理图上已定义, 我们可以先将其在SYMBOLS中输入。
图2-1:SYMBOLS表
2.2.2. 岸桥起升运行程序
下面我们以起升机构为例, 编写一段岸桥起升运行程序。
步骤一:编写“起升允许”程序。我们编写的“起升允许”程序如下图2-2所示:
图2-2:编写“起升允许”程序
步骤二:编写“起升命令控制”程序。当起升机构满足了“起升允许“,PLC就可以发出起升向上/下的命令。如图2-3 所示:
图2-3:起升运行命令
步骤三:编写“起升速度的控制”程序。在这段程序中:当司机在驾驶室把控制电源合上,并发出起升命令,如果有减速命令存在,则将给定值变为原来的10%,程序如下图2-4所示。
图2-4:速度给定信号处理
步骤四:编写“起升命令与速度控制”程序。以上的程序完成了岸桥起升运行的命令和速度
给定的产生,最终我们就是要将这命令与速度给定通过PROFIBUS总线传输给变频器,
如图2-6是调用了西门子公司功能块库中的一个PROFIBUS数据传送功能块PCD_SEND,用来传送数据块DB123中的16个字。。
图2-5升命令与速度控制
图2-6总线数据传输
2.2.
3.岸桥主要机构程序对应的功能FC(Function)
以上分析了岸桥起升机构的程序编写,与起升机构的程序类似, 岸桥的大车, 小车, 俯仰机构程序也要处理运行允许, 命令与速度给定,数据传输等。为了使整个项目程序结构清晰,我们将各个功能细分,如下图3-14所示是:主要机构运行控制的功能FC,以及用于命令与速度给定传输的PROFIBUS总线数据传输功能块FB:
图2-7:岸桥主要机构对应功能FC
这些功能FC的作用如下:
l FB22
l FB23
l FB24
起升/大车1#变频器PROFIBUS总线数据传输
起升/大车2#变频器PROFIBUS总线数据传输
小车/俯仰变频器PROFIBUS总线数据传输
l FC31 起升运行控制
l FC41 大车运行控制
l FC51 小车运行控制
l FC61 俯仰运行控制
2.2.4.岸桥辅助机构的运行程序
在岸桥上还有一些辅助机构需由PLC程序来控制。这些功能FC如下图2-8所示:
图2-8:辅助机构控制
这些功能FC的作用如下:
l FC12 投光灯,空调的启动,停止控制。
l FC13 风速处理:当风速达到警报值时发出信号。
l FC16 指示灯显示:控制各个操作站的指示灯。
l FC34 起升编码器位置处理:判断起升上下的停止,减速位置等。
l FC36 负载重量处理:判断负载是否超过额定。
l FC54 小车编码器位置处理:判断小车前后的停止,减速位置等。
l FC63 俯仰编码器位置处理:判断俯仰上下的停止,减速位置等。
l FC71 吊具控制:吊具在起吊集装箱时的控制,如吊具锁头的开闭功能。