基于PLC的门机自动控制系统改造研究

于文龙 王正方 韩冬 张志超 丁发军

摘  要：PLC与自动控制技術的出现和应用可以从根本上解决门座式起重机运行性能低、作业效率慢和能源消耗高等问题，为进一步提高门座式起重机的应用价值和应用前景提供有力的保障。本文利用PLC技术对落后的起重机电气控制系统进行改造和优化，从而尽可能降低机械震动所产生的冲击力，提高起重机的作业效率和效果，减少电器故障发生的概率，从而促进门座式起重机的健康、可持续发展。

1.操作台采用按钮或脚踏开关控制的作用

（1）自动启动控制。通过使用按钮或脚踏开关来启动自动程序，自动运行位置轨迹包括从船侧到大漏斗侧的和大漏斗侧到船侧的运行轨迹。（2）大漏斗位置设定。通过使用按钮来设定大漏斗上方抓斗的位置，设定的参数包括高度设定、变幅设定、回转角度设定等参数，满足自动运行的条件。（3）安全高度设定。通过使用按钮来设定船侧上方抓斗的安全高度，设定的安全高度为在船侧三上方时，起升高度高于此设定高度时，才能启动自动程序从船侧到大漏斗侧自动运行。

2.机构变频器参数设置

将机构的变频器控制板更换为设定好的自动专用控制板，然后将每台变频器上电、初始化、设置常规参数，试机正常后再设置自动运行所需的参数。将起升支持机的编码器线接到旋转变频器和变幅变频器的PGD1卡的二通道上，作为防摇技术的参数设定要求，自动运行的防摇防抖动功能均通过变频器参数的设定来完成。

3.PLC程序的编写与调试

在自动控制情况下，需要处理PLC的外部接口：包括三个机构的手柄信号、自动启动按钮信号、位置零点（回转机构的校正点）、上升终点限位和变幅减幅终点限位等信号，将该信号线接入PLC输入输出模块中，然后对PLC程序进行编写，满足自动程序控制的要求。

（1）船侧到大漏斗侧的实现。起升位置到达船侧上方设定的安全高度以后，才能启动自动，然后进入自动运行模式，旋转和变幅开始同时动作，起升机构此时不允许下降，起升必须在旋转到小于目标位置30°的时候才允许下降，即到了岸侧安全角度（由PLC设定）后才下降到目标位置，然后人工直接手动开斗放料，整個运行过程防摇位不取消，避免设备摇晃，达到安全稳定的运行。

（2）大漏斗侧到船侧的实现。抓斗开完斗放料后直接按自动，自动启动，起升、变幅、旋转机构联动控制运行，目标位置为船侧启动自动时的位置。从大漏斗侧位置到船侧位置，为了提高效率，PLC控制程序针对旋转问题进行了优化：当我们启动自动按钮后，起升和变幅按正常程序行驶，旋转机构不启动自动，直接给出50Hz及运行方向，然后由PLC计时计算时间，时间到就发停机命令。全程防摇都不取消。自动开始、位置控制都由PLC控制。PLC自己判断回程的方向，速度直接给50Hz，从给启动命令开始计时，到达时间T后发停机信号给变频器停机。全程检测到手柄信号，取消所有机构的自动。全程检测到旋转和变幅的手柄信号，防摇功能取消，如图1所示。

四、结论

PLC是一种数字运算操作的电子系统，主要在医学制造工业、化工工业、冶金工业等领域有广泛的应用。同时PLC还应用在一些编程软件领域，它主要是通过继电器来进行逻辑控制处理的。研究人员可以根据当前PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用现状进行分析，通过完善计算机组网可以减少PLC技术在电气控制系统中的不足之处。节能与效率提升已成为工程机械的发展趋势，能源消耗和循环利用成为新建机械设计和运行的重要方面。并且已经投入使用的机械需要额外的节能系统，以避免因更换机械而造成不必要的开支。随着经济全球化的发展，港口业发展迅速。港口机械方面，专家学者重点研究节能，其中工程机械是其中的一个重要组成部分。在吞吐量占港口货物总量一半以上的散货港口，门式起重机发挥着至关重要的作用。通过门座式起重机自动控制技术，既实现散粮系统智能化操作，又实现了设备安全稳定的运行，降低了现场司机的作业强度，提升了门座式起重机卸船作业效率和设备的安全技术性能，为散粮系统节能降耗打好基础关，为全面实现智能化建设提供技术保障。

参考文献：[1]纪春波，肖传军.PLC技术在自动化控制中的应用[J].电子测试，2020（24）：135-136.