深入理解吊机升降系统中PLC编程的与技术要点 (深入理解吊机工作原理)

一、引言

在现代工业领域中，吊机作为一种重要的物料搬运设备，广泛应用于仓储、码头、建筑工地等场景。
吊机升降系统的性能直接影响到物料搬运的效率和安全性。
随着工业自动化的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）在吊机升降系统中的应用越来越广泛。
本文将深入探讨吊机升降系统中PLC编程的与技术要点，帮助读者深入理解吊机工作原理。

二、吊机升降系统概述

吊机升降系统主要由电机、减速器、卷筒、钢丝绳、吊钩等组成。
通过电机驱动减速器，使卷筒转动，从而通过钢丝绳提升或降低吊钩及所吊物品。
为了保证升降过程的平稳性和安全性，需要对吊机的升降速度、行程、载荷等进行精确控制。

三、PLC在吊机升降系统中的应用

PLC（可编程逻辑控制器）是一种数字计算机控制系统，用于实现工业设备的逻辑控制。在吊机升降系统中，PLC主要用于实现以下功能：

1. 升降控制：通过PLC控制电机的启停、正反转，实现吊机的升降功能。
2. 行程控制：通过PLC监测钢丝绳的行程，控制升降系统的运动范围和位置。
3. 载荷检测与控制：通过PLC连接载荷传感器，实时监测吊钩所吊物品的载荷，防止超载运行。
4. 安全保护：PLC可以实现多种安全保护功能，如限位保护、急停功能等，确保升降系统的安全运行。

四、PLC编程的与技术要点

1. 编程软件的选择：根据具体的PLC型号和生产厂家，选择合适的编程软件。常见的编程软件有STEP7、GX Works等。
2. 编程语言的选择：PLC编程语言主要包括梯形图（Ladder Diagram）、指令表（Instruction List）和功能块图（Function Block Diagram）等。根据实际需求和工程师的熟悉程度选择合适的编程语言。
3. 程序设计思路：在设计PLC程序时，首先要明确控制要求，然后根据控制要求设计程序流程。程序设计应遵循结构简单、易于调试和维护的原则。
4. 输入输出信号的处理：PLC需要与各种传感器和执行器进行信号交互，如行程开关、载荷传感器、电机等。在编程过程中，需要正确处理这些输入输出信号，确保PLC能够准确获取外部设备的状态信息，并正确控制外部设备的动作。
5. 安全功能的实现：在PLC编程过程中，要特别注意安全功能的实现。例如，通过设置限位开关、超载报警等安全装置，并在PLC程序中实现相应的逻辑控制，确保升降系统的安全运行。
6. 程序的调试与优化：完成PLC编程后，需要进行程序的调试与优化。通过模拟实际运行过程，检查程序的功能是否符合设计要求，并对存在的问题进行修正和优化。

五、实例分析

以某型号吊机升降系统为例，具体介绍PLC编程的过程。
根据吊机的实际控制要求，设计程序流程。
选择合适的编程软件和语言进行编程。
在编程过程中，正确处理输入输出信号，实现行程控制、载荷检测与安全保护等功能。
最后，进行程序的调试与优化，确保程序的实际运行效果符合设计要求。

六、结论

本文深入探讨了吊机升降系统中PLC编程的与技术要点。
通过了解吊机升降系统的基本原理和PLC在其中的应用，掌握PLC编程的和技术要点，可以帮助工程师更好地实现吊机的自动化控制，提高物料搬运的效率和安全性。

1、实验原理三相异步电动机定子三相绕组接入三相交流电，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子绕组产生感应电流和电磁力，在感应电流和电磁力的共同作用下，转子随着旋转磁场的旋转方向转动。 因此转子的旋转方向是通过改变定子旋转磁场旋转的方向来实现的，而旋转磁场的旋转方向只需改变三相定子绕组任意两相的电源相序就可实现。 如图2.1所示为PLC控制异步电动机正反转的实验原理电路。 图2.1PLC控制三相异步电动机正反转实验原理图左边部分为三相异步电动机正反转控制的主回路。 由图2.1可知：如果KM5的主触头闭合时电动机正转，那么KM6主触头闭合时电动机则反转，但KM5和KM6的主触头不能同时闭合，否则电源短路。 右边部分为采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制的控制回路。 由图可知：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC的输入口X2；继电器KA4、KA5分别接于PLC的输出口Y33、Y34，KA4、KA5的触头又分别控制接触器KM5和KM6的线圈。 实验中所使用的PLC为三菱FX2N系列晶体管输出型的，由于晶体管输出型的输出电流比较小，不能直接驱动接触器的线圈，因此在电路中用继电器KA4、KA5做中间转换电路。 在KM5和KM6线圈回路中互串常闭触头进行硬件互锁，保证软件错误后不致于主回路短路引起断路器自动断开。 2电路基本工作原理为：合上QF1、QF5，给电路供电。 当按下正向按钮，控制程序要使Y33为1，继电器KA4线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序要使Y34为1，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。 2、实验步骤1．断开QF1、QF5，按图2.2接线（为安全起见，虚线框外的连线已接好）；2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5；3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，并使PLC工作在STOP状态；4．输入编写好的PLC控制程序并将程序传至PLC；5．使PLC工作在RUN状态，操作控制面板上的相应按钮，实现电动机的正反转控制。 在PC机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA4、KA5和接触器KM5、KM6的动作以及主轴的旋转方向，调试并修改程序直至正确；6．重复4、5步骤，调试其它实验程序。 图2.2实验接线图3、实验说明及注意事项1．本实验中，继电器KA4、KA5的线圈控制电压为24VDC，其触点5A220VAC（或5A30VDC）；接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220VAC，其主触点25A380VAC。 2．三相异步电动机的正、反转控制是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。 其中一个很重要的问题就是必须保证任何时候、任何条件下正反3向接触器KM5、KM6都不能同时接通，否则会造成电源相间瞬时短路。 为此，在梯形图中应采用正反转互锁，以保证系统工作安全可靠。 3．接线和拔线时，请务必断开QF5；4．QF5合上后，请不要用手触摸接线端子；5．请务必不能将导线一端接入交流电源、交流电机、KM5、KM6的接线端子上，另一端放在操作台上而合上QF5。 6．通电实验时，请不要用手触摸主轴。