PLC在QTZ80起升机构中的应用

2014-12-04许芹祖1刘亚男2齐雅欣1马建村1

建筑机械化 2014年11期

许芹祖1，刘亚男2，齐雅欣1，马建村1

(1.山东省建筑科学研究院，山东济南 250031；2.山东海逸恒安项目管理有限公司，山东济南 250101)

1 前言

起升机构是塔机最重要的传动机构，起升机构的可靠性直接影响整机性能。施工现场复杂，塔机一旦发生冲击、震动、摆动等现象易造成电气的元器件误动作、接触不良等故障。同时施工现场的恶劣工作环境-多尘、夏季的高温、冬季的低温及雨季的潮湿也是易造成电气元器件故障的主要原因。为此可靠性、实用性是我们选择塔机起升机构应用PLC的主要目的。采用可编程控制器控制塔机的起升机构，可减少继电器的数量和电器元件的触头数量，提高系统运行的可靠性。下面介绍可编程控制器在QTZ80塔机起升机构中的应用。

2 QTZ80起升机构的调速控制方式

塔机起升机构的调速方式有变极调速、绕线转子串电阻调速、变频调速。在QTZ80塔机中采用单电机多速变极调速，方案简单，经济实用，应用广泛。

电机型号是YZTD225L2-4/8/32，该电机有4极、8极、32极对应3种速度,对应的电机功率24k W、24k W、5.4k W，对应的电动机转速是 1 440r/m in、720r/m in、170r/m in，对应的四倍率起升速度是40m/m in、20m/m in、5m/m in，对应的起升重量是3.2t、8t、8t。满足重载低速、轻载高速的要求，可平稳的起升、下降慢就位。电气原理图如图1所示。

3 QTZ80起升机构的操作系统

该操作系统使用右联动台上的操作手柄控制，首先用食指和中指将手柄球头内的滑动块往上拉，解除零位自锁，方能推动操作手柄往里拉和往外推，上升时往里拉，下降时往外推，上升和下降各分3个挡位，分别对应塔机起升机构的上升和下降的3个速度。操作手柄的挡位与接触器对应动作表格如表1所示。

4 PLC在QTZ80起升机构的控制原理

可编程控制器简称PLC，PLC由CPU、ROM、RAM、和输入、输出接口电路等组成。PLC主要用于完成较复杂的继电器、接触器控制系统的功能。

表1 起升接触器的动作表

首先根据设计要求、输入输出点数以及所需继电器数目来选择型号。本系统选用可编程控制器为MC200-3232BTA机型, 供电电源电压AC220V，输入输出点数32/32，输出形式为晶体管输出。系统的输入信号为X 0、X 1、X2、X 3、X 14、X15、X32；输出信号为Y 10、Y 11、Y 12、Y 13、Y 14、Y 15、Y16；其中 X0、X1、X 2、X 3为起升机构主令开关的动作输入信号，X 14、X 15为起升极限限位开关输入信号，X32为起升机构电机接触器工作吸合输入信号；对应的输出信号：Y 10为上升信号，Y 11为下降信号，Y 12为低速信号，Y 13、Y 15为中速信号，Y 14为高速信号，Y 16为制动液压推杆电机控制信号。系统的连线图如图2所示。

PLC采用扫描的方式接收现场输入信号的状态，存入输入状态寄存器，显示自诊断、电源、内部工作状态，PLC逐条读取程序，执行指令，发出控制指令，启、闭控制电路，执行数据的存取、传送转移和逻辑算术运算；根据运算的结果更新输出状态，实现输出控制。具体控制见系统梯形图，如图3所示。本系统的输入信号均通过屏蔽控制电缆送入PLC的输入端子，如果某一输入信号接通，PLC输入侧对应的指示灯亮，操作者或维护人员可以通过观察输入侧指示灯的亮、灭，迅速查知输入状态的某一开关或接触器触点的状态是否正常；QTZ80起升机构控制系统内每一个接触器都是由一个中间继电器直接控制，而每一个中间继电器都直接连接到PLC的输出端子上，每一个输出端子的通、断情况都可以从输出侧的指示灯的亮、灭判断出来，一旦工作过程中出现执行机构不动作的故障或问题，操作人员可以迅速从输出端子的指示灯的亮、灭情况查知问题所在，及时解决施工过程中的故障或问题，这是本系统最大的特点。另外，PLC充分考虑上升、下降间接触器的互锁逻辑，从梯形图上实现上升、下降间逻辑互锁，在接触器的常开、常闭触点上实现互锁，防止上升、下降时出现电源短路现象。