PLC在鑄造起重機安全制動器上的應(yīng)用

安全制動器是一種非常成熟可靠的產(chǎn)品，對安全制動器采用何種控制方式以確保其準(zhǔn)確無誤的動作，使其在事故狀態(tài)下確實起到安全保護(hù)作用，對電氣控制提出了較高的要求，即控制的可靠性、準(zhǔn)確性非常重要。

1安全制動器在鑄造起重機上的作用

鑄造起重機用于冶金行業(yè)，其工作任務(wù)是為冶煉爐運送鋼水。一般有5大機構(gòu)：主起升，副起升、大車、主小車、副小車機構(gòu)。電機安裝在高速軸上，卷筒安裝在低速軸上，高速軸和低速軸通過減速器連接在一起。傳統(tǒng)的起升機構(gòu)制動器設(shè)在高速軸上，稱工作制動器。在這種情況下，如果高速軸和低速軸之間的某個傳動環(huán)節(jié)故障，主起升制動器對于卷筒將失去作用。針對這種情況，在卷筒上裝設(shè)制動器，稱安全制動器。在傳動環(huán)節(jié)故障和超速故障時，運行制動器先動作，安全制動器延時動作。確保起吊的液態(tài)金屬鋼水包能夠在事故狀態(tài)時受到保護(hù)并安全可靠制動。

2安全制動器控制方式

（1）卷筒上裝設(shè)超速開關(guān)，在起升機構(gòu)故障且卷筒超速時，安全制動器動作。優(yōu)點是控制原理比較簡單，調(diào)試方便。缺點是卷筒只有在超速時才起作用，安全制動器動作對機械結(jié)構(gòu)破壞較大。

（2）高低速的傳動速比是常數(shù)，通過裝置不間斷的檢測該常數(shù)。當(dāng)這個常數(shù)發(fā)生變化時，就意味著機械的傳動環(huán)節(jié)被破壞，安全制動器立即動作。優(yōu)點是在故障發(fā)生的初期就能判斷出來，使安全制動器動作，安全制動器動作對機械結(jié)構(gòu)破壞較小。缺點是控制原理比較復(fù)雜，調(diào)試需專業(yè)電氣技術(shù)人員。

3安全制動器的控制硬件組成

（1）安裝在2卷筒上的2個編碼器。

（2）安裝在2主起升電機上的2個編碼器。

（3）安全制動器控制屏（或柜）（安裝有：可編程控制器、斷路器、繼電器、接觸器、穩(wěn)壓電源、接線端子等）。

（4）控制屏到4個編碼器的屏蔽電纜。

（5）安裝在操作臺上的急停按鈕和故障復(fù)位按鈕，安全制動器松閘指示燈，編碼器故障指示燈等。

4電氣安裝與元件選型

安全制動器誤動作影響起重機的正常使用，可能造成更大的損失。如果安全制動器經(jīng)常誤動作，使用者會對安全制動器所起的作用產(chǎn)生懷疑并失去信心。為了確保安全制動器不會誤動作，在可編程控制器的程序完全無誤并且可以正常工作的情況下，元器件的選型和電氣安裝顯得尤為重要。

4.1電氣安裝

（1）控制屏到4個編碼器的屏蔽電纜中間無斷點，如有斷點要對斷點做屏蔽處理。

（2）控制屏到4個編碼器的屏蔽電纜的屏蔽層需2端接地，且保證是同一地。為保證是同一地，主小車上應(yīng)裝有接地裝置。使主小車和大車處于同一地。

（3）計算屏蔽電纜的長度，確認(rèn)編碼器脈沖信號的傳輸距離在有效的范圍內(nèi)。

（4）4個編碼器的信號線和電源線用不同的屏蔽電纜。信號線和起重機上的各種電源線要分開布置。

（5）穩(wěn)壓電源安裝在靠近可編程控制器處，并接地。

（6）信號線不上接線端子，直接接在可編程控制器輸入模塊上。

（7）如果起重機的某機構(gòu)裝有變頻器或其他干擾比較強的設(shè)備，要裝有進(jìn)出線電抗器或其他裝置，把對安全制動器控制系統(tǒng)的干擾減少到最少。

4.2元件選型

（1）編碼器的選型要和可編程控制器相匹配。輸出方式要選推挽輸出方式。煉鋼廠的環(huán)境比較差，鐵粉塵很大，編碼器要選用比較高的防護(hù)等級值。編碼器的輸出電壓要和供電電壓值相匹配。

（2）可編程控制器要有4個獨立的高速計數(shù)器，且高速計數(shù)器的高速計數(shù)能力要能滿足要求。這需要通過計算來確定。實際使用中發(fā)現(xiàn)高速計數(shù)器的高速計數(shù)能力最好能達(dá)到1.5～2倍的實際需要計數(shù)能力，這樣才能確?？删幊炭刂破鞒绦蛘９ぷ鳌?/p>

5 PLC控制系統(tǒng)原理

（1）PLC控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)選用西門子S7-200PLC進(jìn)行控制，具有極高的性價比，較高的可靠性、豐富的指令，實時特性強的通訊能力，易于掌握，便于操作，豐富的內(nèi)置集成功能和擴(kuò)展模塊。PLC控制系統(tǒng)原理框圖見圖1。

（2）PLC程序編制

將程序結(jié)構(gòu)化編程，控制任務(wù)分解為能夠反映過程的工藝、功能或可以反復(fù)使用的小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的程序部分表示，即為所知的塊，為使用戶程序工作，組成用戶程序的塊必須被調(diào)用，塊調(diào)用指令只能在邏輯中編寫和啟動。為了能讓程序正常工作，編制時要注意以下幾點：

①盡量使中斷程序短小、簡單。且執(zhí)行中斷程序時對其他處理不要延時太長；

②幾個中斷程序的激活、執(zhí)行、退出的工作時序要計算好；

③比較時要留有一定的余量。

該系統(tǒng)對安全制動器的控制已用于生產(chǎn)實踐中，對于鋼水的運送起到了保護(hù)作用，在意外事故狀態(tài)下避免了設(shè)備、財產(chǎn)損失，杜絕了人身傷亡事故的發(fā)生，在生產(chǎn)中對安全制動器的控制應(yīng)用準(zhǔn)確、可靠、良好。