PLC在天車自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
一 PLC的結(jié)構(gòu)及特點
PLC即可編程邏輯控制器，實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，由電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口電、功能模塊、通信模塊路構(gòu)成。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。它的特點有：系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化；使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件；能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。
在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC由于具有可靠性高，抗干擾能力強，適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活，編程方便，易于使用，控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修方便，維修工作量少等一系列的優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用。
二 在天車起升控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
天車起升電氣系統(tǒng)采用繞線式異步電動機，轉(zhuǎn)子串電阻進行起動調(diào)速，電機功率較大時采用延時繼電器、接觸器等進行控制。延時繼電器的形式多為空氣阻尼式，晶體管式等，由于工作環(huán)境較惡劣等因素，其故障率較高，造成的后果可能使電機工作無力或直接跨級切除電阻使電機啟動電流過大損壞設(shè)備。線路較復(fù)雜繼電器接點多，發(fā)生故障后排除故障的時間較長，對于生產(chǎn)節(jié)奏較快的場合不免會影響正常的生產(chǎn)。在檢修過程中需要大量的時間在現(xiàn)場進行配線調(diào)試，維修者的勞動強度大。
PLC以其較高的無故障工作時間(平均無故障時間在數(shù)萬小時以上)，外部連接線較少，有故障指示，體積小，以及調(diào)試方便等優(yōu)點在各行各業(yè)控制中應(yīng)用廣泛。所以可以用小型PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器式控制。PLC代替了大部分繼電器接點和線路之后，使控制系統(tǒng)簡單。PLC的外部接線端有指示燈，有利于故障的判斷處理。PLC可在投入運行前就能調(diào)試好，省去了現(xiàn)場調(diào)試的麻煩，改善了作業(yè)條件。PLC的初期投入較大，但就其較高的無障時間以及對生產(chǎn)的保障而言，其優(yōu)點較為明顯，傳統(tǒng)機電控制器所無法比擬的。
三 在多功能天車扭拔機構(gòu)中的應(yīng)用
多功能天車扭拔機構(gòu)主要用于更換陽極作業(yè)，其電氣控制原先是采用繼電器一接觸器控制方式。存在故障率高、動作不可靠等缺點。在扭拔結(jié)構(gòu)改造時，采用PLC系統(tǒng)控制后，能有效克服以上諸多缺點，具有對位準(zhǔn)確、動作安全可靠、自動更換陽極等優(yōu)點，大大降低了操作人員的勞動強度，有效地提高了作業(yè)效率，降低了維修量。
PLC控制取消了復(fù)雜的繼電器控制，線路設(shè)計簡單，安裝、配線非常容易。PLC控制主要靠軟件控制，對程序的修改非常簡單，且調(diào)試、維修方便。由于PLC具有自診斷功能，發(fā)生錯誤時，在PLC的顯示屏便可顯示出所有信息，能迅速幫助查出故障，縮短排除故障時間。扭拔機構(gòu)PLC的應(yīng)用極大地提高了扭拔機構(gòu)的運轉(zhuǎn)率，提高了裝備水平。
四 PLC的類型及選型規(guī)則
可編程邏輯控制器按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型可編程邏輯控制器的I／O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型可編程邏輯控制器提供多種I／O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I／O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。
在可編程邏輯控制器系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。可編程邏輯控制器及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，可編程邏輯控制器的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。
五 結(jié)語
綜上所述，PLC在天車自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，反映出了PLC的諸多優(yōu)點。它體積小、功耗低、速度快、可靠性高、有較大的靈活性和可擴展性的特點，必將會使它更廣泛地應(yīng)用于機械、冶金等領(lǐng)域。
PLC即可編程邏輯控制器，實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，由電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口電、功能模塊、通信模塊路構(gòu)成。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。它的特點有：系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化；使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件；能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。
在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC由于具有可靠性高，抗干擾能力強，適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活，編程方便，易于使用，控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試、維修方便，維修工作量少等一系列的優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用。
二 在天車起升控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
天車起升電氣系統(tǒng)采用繞線式異步電動機，轉(zhuǎn)子串電阻進行起動調(diào)速，電機功率較大時采用延時繼電器、接觸器等進行控制。延時繼電器的形式多為空氣阻尼式，晶體管式等，由于工作環(huán)境較惡劣等因素，其故障率較高，造成的后果可能使電機工作無力或直接跨級切除電阻使電機啟動電流過大損壞設(shè)備。線路較復(fù)雜繼電器接點多，發(fā)生故障后排除故障的時間較長，對于生產(chǎn)節(jié)奏較快的場合不免會影響正常的生產(chǎn)。在檢修過程中需要大量的時間在現(xiàn)場進行配線調(diào)試，維修者的勞動強度大。
PLC以其較高的無故障工作時間(平均無故障時間在數(shù)萬小時以上)，外部連接線較少，有故障指示，體積小，以及調(diào)試方便等優(yōu)點在各行各業(yè)控制中應(yīng)用廣泛。所以可以用小型PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器式控制。PLC代替了大部分繼電器接點和線路之后，使控制系統(tǒng)簡單。PLC的外部接線端有指示燈，有利于故障的判斷處理。PLC可在投入運行前就能調(diào)試好，省去了現(xiàn)場調(diào)試的麻煩，改善了作業(yè)條件。PLC的初期投入較大，但就其較高的無障時間以及對生產(chǎn)的保障而言，其優(yōu)點較為明顯，傳統(tǒng)機電控制器所無法比擬的。
三 在多功能天車扭拔機構(gòu)中的應(yīng)用
多功能天車扭拔機構(gòu)主要用于更換陽極作業(yè)，其電氣控制原先是采用繼電器一接觸器控制方式。存在故障率高、動作不可靠等缺點。在扭拔結(jié)構(gòu)改造時，采用PLC系統(tǒng)控制后，能有效克服以上諸多缺點，具有對位準(zhǔn)確、動作安全可靠、自動更換陽極等優(yōu)點，大大降低了操作人員的勞動強度，有效地提高了作業(yè)效率，降低了維修量。
PLC控制取消了復(fù)雜的繼電器控制，線路設(shè)計簡單，安裝、配線非常容易。PLC控制主要靠軟件控制，對程序的修改非常簡單，且調(diào)試、維修方便。由于PLC具有自診斷功能，發(fā)生錯誤時，在PLC的顯示屏便可顯示出所有信息，能迅速幫助查出故障，縮短排除故障時間。扭拔機構(gòu)PLC的應(yīng)用極大地提高了扭拔機構(gòu)的運轉(zhuǎn)率，提高了裝備水平。
四 PLC的類型及選型規(guī)則
可編程邏輯控制器按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型可編程邏輯控制器的I／O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型可編程邏輯控制器提供多種I／O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I／O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。
在可編程邏輯控制器系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。可編程邏輯控制器及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，可編程邏輯控制器的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。
五 結(jié)語
綜上所述，PLC在天車自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，反映出了PLC的諸多優(yōu)點。它體積小、功耗低、速度快、可靠性高、有較大的靈活性和可擴展性的特點，必將會使它更廣泛地應(yīng)用于機械、冶金等領(lǐng)域。
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