姓名：关玉堃

出生年月：1993.1.

性别：男

民族：汉

籍贯：甘肃酒泉

学历：本科

职称：工程师

研究方向：特种设备

摘要：随着工业生产自动化的发展，桥式起重机在工业生产中的应用越来越广泛，其作为工业生产中重要的物料搬运设备，桥式起重机的安全性与稳定性受到人们的广泛关注。在桥式起重机检测中，PLC控制的应用发挥着巨大的作用，PLC控制具有灵活性高、可靠性强以及编程简单等特点，能够提升桥式起重机检测的准确性与检测效率。因此，文章内容将对于PLC控制在桥式起重机检测中的应用进行探究。

关键词：PLC控制、桥式起重机、检测

在桥式起重机运行的过程中，运用PLC控制技术对其运行状态进行检测，能够全面了解桥式起重机的运行状态，及时发现桥式起重机在运行过程中出现的各种问题，避免桥式起重机在运行过程中出现意外。同时，PLC技术具有可靠性高、编程简单、使用方便等优点，在桥式起重机检测中的应用，能够有效减少人工劳动的强度，有效提升桥式起重机的工作性能，因此在桥式起重机检测中，应当积极探究PLC控制的应用。

一、PLC系统的组成

一般来说，在100/32 t的桥式起重机中，其应用的是西门子的S7-300模块化PLC，下面将以西门子的S7-300模块化PLC作为例子，讨论PLC系统的组成。PLC控制系统的组成部分包含中央单元CU、西门子的CP340触摸屏、扩展模块EM，其中中央单元CU是安装在起重机的电气梁内部的，发挥着采集数据信息与控制等重要的作用，中央单元的输入模块采用的电流是24V的直流电，在桥式起重机的电气梁内，发挥着采集配电部分开关、接触器、总过流信号的作用，同时也能够采集桥式起重机内部各机构电动机主回路、制动器反馈信号，以及桥式起重机运行过程中各机构的变频器运行、超载、超速和故障信号等。此外，中央单元还发挥着控制桥式起重机内部配电部分的总接触器以及电动机等关键部分运行的作用。

扩展模块EM是安装在桥式起重机驾驶室操作台内，其输入模块与中央单元类似，也采用的是24V的直流电，扩展模块的主要作用，适用于采集联动操作台运行过程中，对于桥式起重机内各机构电动机的正、反转及各个单位的信号，如零位信号、速度信号、桥式起重机登机请求、急停等信号，以及变频器复位等控制信号。扩展模块在PLC系统中，是通过PROFIBUS连接到PLC系统中的。

西门子CP340触摸屏也是安装在桥式起重机的驾驶室联动操作台上的，利用触摸屏，能够对于PLC控制系统进行一定的操作，并显示在PLC系统监测下，桥式起重机的工作状态，操作人员通过触摸屏，能够看到PLC系统转换的可视化各机构电动机的运行状态，从而实现对于桥式起重机运行状态的全面故障检测，保证桥式起重机的稳定运行。

二、桥式起重机的检测过程

对于桥式起重机的检测，应当重点针对桥式起重机空载与加载两种情况下，桥式起重机运行的状态进行全面检测。依据国家针对桥式起重机检测制定的相应的标准，在进行空载检测过程中，桥式起重机的运行时间应当大于一个小时，如果进行的是加载检测，则需要按照加载检测的标准，按照控制时间反复进行一小时检测，其加载负载应当为桥式起重机额定负载功率的1.1倍。

在实际桥式起重机检测过程中，应当按照规范要求对桥式起重机以及PLC控制系统进行操作，并注重以下几方面的控制要求。第一，在检测进退机构运行时，应当操作其按照一定的运动顺序进行运动，便于检测的准确性，即操作进退机构先前进30 s，停下45 s，再后退30 s，停下45 s，如此往复，每个检测周期为两分半。第二，进退机构在运行完一个检测周期之后，应当立即进行左右运行检测，左右运行检测的运动顺序为左行14 s，停止23 s，右行14 s，停止23 s，其总运行周期为进退检测时的一半。第三，在进行桥式起重机升降机构的检测时，其运动顺序为：在左右机构启动14 s之后启动升降机构，先操控桥式起重机升降机构上升10 s，停止15 s，再下降10 s，停止15 s，其一个周期为50 s。第四，为了保证桥式起重机检测的效果，适应不同现场的要求，要求检测设备应当具有随机制动控制功能，从而保证桥式起重机在运行过程中的灵活性与安全性，保证桥式起重机检测效果。

在桥式起重机检测过程中，大车、小车、副提升的电机功率比较的小，因此在检测过程中，应用PLC输出控制接触器运行检测就能够达到期望的检测目的，而桥式起重机的主提升电动机功率比较的大，如100/32 t的桥式起重机其主提升为两台132 kw的电动机，对于主提升的检测，则需要采用ACC800变频器通过开关量端子接收PLC控制信号来检测。例如，在实际针对主提升电机的检测中，操作人员需要利用驾驶室的联动操作台，向PLC发出各种控制信号，PLC系统通过提前编译好的程序，接到操作台的控制信号之后，向着变频器发出信号，之后变频器按照设定向着电动机输出可变频、变压的电源，同时控制制动器运行，从而实现对于桥式起重机主提升电动机启停和调速情况的检测。

在桥式起重机运行过程中，如果遇到紧急情况，可以按下紧急按钮，将桥式起重机变频器的电源切断，使得变频器停止工作，保证桥式起重机运行的安全性。如果桥式起重机主提升因为故障原因发生跳闸的时候，应当及时排查故障原因，待故障排除之后，按下复位按钮，使得变频器能够恢复到运行状态。在桥式起重机的提升电机放下重物的时候，电机反转，受到重力加速度的影响，桥式起重机电机会处于再生制动的运作状态，依靠着桥式起重机中的再生自动系统，使得重力加速度产生的机械能，转化成为电能，并将电能储存，依靠着储存电能促进电机电压提升，击穿在电器中的绝缘体，当由于机械能转化的电能使得设备内部的电压上升到预设值的时候，需要通过斩波器接入泄能电阻，来将机械能转化的这一部分能量消除掉，避免这一部分额外产生的电能对于变频器的安全运行产生影响。桥式起重机的主提升电动机为了保证其性能，会采用变频器驱动，从而使得桥式起重机能够起升平滑、稳定，被吊物件能够定位准确，卷扬提升操作在变频器的辅助下，能够实现无级变速，再加上变频器自身具有完整的保护措施，在面临一些常见的故障的时候，如过压、过载等异常的时候，能够及时发出相应的故障反馈，并控制桥式起重机停止运行，从而有效地减少了桥式起重机发生故障的概率，有效地保证了桥式起重机运行的安全性与稳定性。

三、PLC桥式起重机检测中的I/O定义

PLC控制技术在桥式起重机检测中的应用，应当注重对于PLC进行程序设计和编程，编程设计应当符合I/O相关规范标准。依据PLC桥式起重机检测中的要求，在进行PLC控制系统设计的时候，应当设计好输入与输出两部分，即PLC控制系统的输入包含：手动前进、后退开关信号，自动运行开关输入信号，手动上升、下降开关信号等，PLC输出控制系统包含左行、右行、上升、下降、前进、后退接触器驱动信号，以及指示灯和电铃驱动信号。整个PLC控制系统包含7个输入信号和8个输出信号，依据系统的I/O点数，其输入点数为24点，输出点数为16点。

四、PLC控制技术的工作原理

PLC即可编程逻辑控制器，在桥式起重机中的应用是采用循环扫描的工作方式，PLC控制技术运行的整个过程包含输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，通过三个阶段的稳定运行，来达成控制以及检测的目的。在PLC输入采样的阶段，PLC系统会将所有输入端子上的信号状态进行收集，输入到映像寄存器之中，在程序执行阶段，PLC会按照操作者设计的用户程序以及逻辑顺序，对于采集到的信息，如输入映像寄存器和其他寄存器中的数据信息，进行处理和运算，得到相应的数据信息结果，为程序执行提供相应的依据。在输出刷新阶段，PLC会将程序执行的结果从输出映像寄存器传送到输出锁存器之中，之后通过输出端子，驱动外部负载，实现对设备的有效控制。

PLC在桥式起重机中检测中的价值，主要体现在PLC本身的特点上，能够支持桥式起重机的检测需求。首先来说，PLC具有可靠性高的特点，PLC控制技术本身采取了一系列的抗干扰措施，其运行稳定性较高，在一些较为恶劣的环境之中也能够稳定地运行，顺利完成自己的检测任务。其次，PLC具有灵活性强的特点，其硬件结构模块化，用户在实际使用的过程中，能够按照自身实际使用需求的不同，对于PLC的模块进行灵活地组合。同时，PLC在进行编程的时候，能够采用梯形图、指令表等工具，使得PLC系统的编程语言变得直观易懂，方便用户进行程序设计，以及对于程序进行修改。第三，PLC具有可扩展性的特点，PLC凭借着丰富的网络功能，以及多样化的通信接口，能够实现与其他设备进行连接，实现与其他设备通畅的数据共享和远程控制，从而满足用户对于PLC系统的多样化需求。最后，PLC作为先进的控制技术手段，其运用梯形图编程手段，使得其程序设计编程变得比较简单，专业的电气专业的人员能够在简单了解之后直接上手使用，即使是非专业人员，也能够通过简单学习，掌握PLC的用法。

PLC控制技术在桥式起重机检测中的应用，主要是通过信号采集与处理、逻辑控制、数据传输等过程实现的。PLC控制要想发挥自身的作用，就需要做好对桥式起重机运行数据的采集工作，工作人员通过在桥式起重机上安装各种传感器，如速度传感器、温度传感器、振动传感器、重量传感器等设备，来收集起重机运行过程中的各种数据信号，为PLC控制行为提供依据。传感器会将收集到的数字信号或者模拟信号，传输给PLC的输入模块，在输入模块对于之中将信号信息进行处理，转化成为能够被PLC系统识别的数字信号，为后续PLC系统的逻辑控制提供相应的支持。在完成对于信号数据的处理之后，PLC系统会依据预先编制好的控制程序，对预处理好的信号数据进行分析，来实现对于桥式起重机的控制与检测。例如，如果传感器反馈的信号表明其起重量超过了起重机的额定值，那么PLC通过处理信号以及逻辑判断，就会判定桥式起重机存在异常运行状态，触发报警系统并调整桥式起重机的运行状态，避免桥式起重机发生故障。PLC系统具有强大的通信功能，在桥式起重机中的应用发挥着重要的通信和数据传输作用，如与工控机、驾驶室操控触摸屏以及其他智能设备等，在PLC系统的作用下，PLC控制系统能够采集桥式起重机运行过程中的各种数据信息，将这些数据信息传递给桥式起重机的操控设备，操控设备会对数据信息进行储存和处理，并将这些信息内容反馈到操控显示屏之上，让工作人员能够直观地观测到这些设备的运行状态，从而实现对于桥式起重机的检测。同时，桥式起重机操作人员也可以通过上位机向着PLC控制系统发送相应的指令，使得PLC执行控制与监控任务。

五、PLC控制梯形图设计

PLC控制在桥式起重机检测中的应用，应当做好PLC控制梯形图设计。首先，应当做好进退机构的控制梯形图设计、分析与调试。当前桥式起重机在使用过程中，进给机构的工作模式分为自动和手动两种，在进行控制梯形图设计的时候需要注意这两种操控模式。在PLC开始工作的过程中，内部各种设备如计数器、继电器都开始初始化工作。当PLC控制技术开始运行自动运行开关输入元件的时候，输入地址X0作为常开的一个节点将闭合，输出地址Y1线圈通过连接进退机构执行元件，使得进退机构执行元件处于运行状态，之后接触器也将处于运行状态，起重机接到控制指令之后开始运行。同时，在桥式起重机运行之后，内部所有的计数器以及定时器都将开始工作。定时器T0在运行的时候，每隔五秒钟，即一个扫描的时间，就会产生一次脉冲，为计数器的运行提供计数工作开展的信号。桥式起重机的运行将会按照检测标准进行，即运行三十秒，定时器产生五次脉冲，计数器显示为6的时候，推进机构停止工作，中间间隔规范规定的45 s之后，定时器产生十五次脉冲，后退接触器开始工作，运行三十秒之后，即计数器计数达到21，停止工作。

对于桥式起重机左右运行机构的控制与检测，在操作开始之前，应当对于编程内容进行细致的检查，确保编写与输入的程序是一致的，在确定程序没有问题之后，即可运行检测程序。在检测程序执行的过程中，可以采用单步执行程序，即每执行完一条指令之后，将桥式起重机运行暂停一次，在暂停的时候检查程序执行是否存在问题，如果程序执行存在问题则需要对于程序进行修改。在左右运行机构的控制中，其控制方式即国家规范标准明确的检测方法，即从左边运行14S之后，停止23S，之后再运行右边的控制检测。

在桥式起重机的升降机构运行控制梯形图设计中，需要按照桥式起重机检测标准对于控制梯形图进行调试，在桥式起重机上升15 s之后开始计时操作，之后通过手动操控或者自动操控，控制桥式起重机进行下降操作，在下降10S之后停止运行。

在声光指示的控制梯形图设计中，按照相关规定的要求，桥式起重机在反复运行一个小时之后，如果需要通过声光控制操作，就需要增加声光知识的控制梯形图设计。

六、PLC控制的检测功能

在PLC控制的支持下，能够实现对桥式起重机运行的多方面检测。首先，PLC控制技术能够对于桥式起重机运行过程中的各种参数进行检测，如通过重量传感器，能够实时采集桥式起重机在吊起重物时承担的重量信息，并与桥式起重机的额定起吊重量进行比较，如果桥式起重机承担的重量超过了额定重量的一定比例，PLC控制系统就会发出预警信号，并控制桥式起重机停止起升动作，从而保证桥式起重机的运行安全。

同时，PLC控制技术还能够对于桥式起重机运行过程中的行程数据进行监测，在桥式起重机运行的时候，起重机的起升高度、大车与小车的运行位置等重要的参数，都能够通过PLC控制系统进行监测，并能够在PLC控制系统中，通过编程设置形成限位值，如果桥式起重机运行时其位置即将超出限定位置，PLC控制就会发出让桥式起重机减速运行，在到达极限位置的时候，PLC控制系统会为桥式起重机发出停止运行的指令，从而避免桥式起重机的运行超出限制位置，而造成事故的发生。

PLC控制系统还能够对桥式起重机的运行速度进行检测，在监控界面上，实时显示桥式起重机运行过程中各个部分的运行速度，使得工作人员在对桥式起重机进行操作的时候，能够更好地对于桥式起重机进行控制，调节桥式起重机的运行速度，保证桥式起重机的安全稳定运行。

七、结语

总的来说，PLC控制在桥式起重机检测中发挥着重要的作用，其能够对于桥式起重机的运行状态、运行速度、运行过程等重要数据进行检测，避免桥式起重机在运行的过程中发生故障，提升桥式起重机运行的安全性与稳定性。

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