海上大型浮吊控制系統復雜，主要包括變幅、主鉤、輔鉤、小鉤、旋轉驅動電機的控制，此外還牽涉到許多輔助系統如限位、剎車、離合器、重量傳感器等，它們之間存在著錯綜復雜的邏輯關系，因此電氣系統是否可靠直接關系到浮吊的安全作業(yè)。

　　關鍵詞：3000噸浮吊 起重機 PLC

　　0 引言

　　傳統的繼電器控制系統將繼電器，定時器，接觸器等電氣原件按一定的邏輯關系連接起來，如果應用在大型吊機這樣的復雜系統上，則會導致設計連線繁瑣，控制柜龐大， 故障點多， 維修困難。而采用PLC系統則可以通過設計控制邏輯程序和即插件式模塊化結構，組成網絡化控制系統，進行數據通訊，因此維修方便，可靠性高，體積小，速度快[1]。

　　1 3000噸吊機上PLC硬件[2]

　　該吊機所采用的Rockwell PLC主要硬件如圖1所示：

　　1756-PA72背板型電源模塊不僅為CPU、輸入和輸出模塊提供工作電源，而且CPU、輸入和輸出模塊也通過背板進行通訊。

　　CPU模塊是可編程控制器的核心, 由微處理器和存儲器組成，吊機上使用的是Logix 5563 CPU主要用于存儲和運行吊機控制程序，CPU中帶有1756-BA2型蓄電池，需定期進行更換，以保證程序不丟失。

　　輸入輸出模塊是PLC與現場設備連接的接口。輸入模塊用于接收和采集現場設備的輸入信號，吊機上主要包括24V DC 1756-IB16開關量輸入模塊和4-20mA 1756-IF61模擬量輸入模塊。開關量輸入信號主要是限位和駕駛室的按鈕信號，如驅動電機的剎車限位、駕駛室的主鉤離合器選擇按鈕等。模擬量輸入信號主要是操作手柄的電機速度參考指令信號和重量傳感器信號，如主鉤電機轉速參考值信號和主鉤噸位傳感器信號。

　　輸出模塊用于向執(zhí)行機構輸出控制信號。主要包括24V DC 1756-OW16I開關量輸出模塊和4-20mA 1756-OF6CI模擬量輸出模塊。在吊機上開關量輸出模塊主要通過電磁閥來執(zhí)行，如大絞車剎車離合器控制電磁閥，驅動電機剎車控制電磁閥。模擬量輸出都是輸出給變頻器來控制各個驅動電機的轉速。

　　上述所提到的剎車電位、按鈕、操作手柄、重量傳感器、電磁閥、變頻器等都是屬于外部設備，PLC通過接受各種外部設備的輸入信號，在程序內部經過預先編寫好的程序處理然后輸出給同樣屬于外部設備的相應執(zhí)行機構來實現吊機的各種功能控制。

　　編程設備通常為一臺PC，通過以太網和PLC上的1756-ENBT模塊通訊，可以將編寫好的程序下載到PLC的CPU中，也可以將CPU中已儲存的程序上傳到PC中進行在線修改，在修改時吊機不可處于運轉狀態(tài)。

　　2 3000噸吊機上Rockwell PLC軟件

　　本吊機使用的是Rockwell RsLogix 5000型PLC，首先通過通訊管理工具Rslink可以查看處于在線工作狀態(tài)的站點。選擇站點IP地址為192.168.100.1756的1756- A13/A背板，可以看到如圖2所示的所有模塊，其中PLC2133為CPU，用于存儲和運行程序，1756-ENBT是不同IP地址站點之間的以太網通訊模塊，SST-PFB-CLX是可用來進行擴展的Pribus通訊模塊，1756-IB16和1756-OW16I是開關量輸入輸出模塊，1756- IR16I和1756-IF61是模擬量輸入模塊，1756-OF6CI是模擬量輸出模塊。輸入模塊通過背板將信號傳給CPU，CPU又通過背板將輸出信號傳給輸出模塊。

　　常規(guī)電氣系統出現問題時，我們需要對應圖紙一段段的用萬用表排除故障，比較費時間和精力，而應用RsLogix 5 000 PLC軟件則可以使故障點的檢查過程簡化。我們可以通過編程電腦把CPU中的程序上傳，然后打開梯形圖，如圖3所示，這段程序是允許吊機變幅操作的梯形圖，通過梯形圖我們可以直觀地看出變幅操作需要滿足哪些條件，也就是這段程序上的所有觸點必須為都綠色，假如Power_On_24VDC觸點沒有變綠，那么Boom_RPI繼電器也不會變綠，由此我

　　們可以判斷是因為沒有24V電源導致變幅無法操作，這樣省去了大量花時間查圖紙和量電路的過程，爭取在最短的時間內恢復吊機功能[3]。

　　吊機主鉤由兩部電機驅動，因此兩部電機的同步至關重要，我們可以在主鉤進行吊重的時候利用PLC建立趨勢圖來觀察主鉤兩個電機的轉速和電流是否一致。如圖4所示，建立操作手柄參考轉速、吊重、1號電機電流、1號電機轉速、2號電機電流、2號電機轉速這5條曲線，主鉤在吊重2 946噸的情況下慢慢釋放吊重至1 385噸，在這段過程的趨勢圖中我們發(fā)現1號和2號電機的電流下降曲線與吊重負荷下降曲線一致，2部電機的轉速也能很好的跟隨操作手柄發(fā)出的參考信號，因此可以判斷主鉤處于良好的運轉狀態(tài)[4][5]。

　　3 結論

　　經過3 000噸浮吊建造交付使用兩年的實踐檢驗證明，這套PLC系統的軟件運行穩(wěn)定可靠，硬件故障率低。并且根據實際經驗，利用PLC可現場修改控制邏輯的優(yōu)點對軟件進行的改進更是不斷完善了吊機的性能。