PLC的天車無人化控制系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)及應(yīng)用

張鐵山

摘 要：本文先就天車發(fā)展的趨勢以及PLC控制天車的工作原理加以闡述，然后就PLC天車無人控制系統(tǒng)設(shè)計方案和系統(tǒng)架構(gòu)以及設(shè)計研發(fā)詳細(xì)探究，希望能通過此次理論研究，有助于實踐工作的開展。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；天車無人控制；系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號：U445.36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0032-02

新型的技術(shù)應(yīng)用帶動了社會生產(chǎn)力水平的提高，處在當(dāng)前的工業(yè)化迅速發(fā)展的時期，就要充分重視新型技術(shù)的廣泛應(yīng)用。天車控制模式當(dāng)中，多數(shù)是采用的純電氣控制，這就限制了天車控制水平的發(fā)展，而將PLC技術(shù)應(yīng)用在天車控制系統(tǒng)當(dāng)中，就能提高自動化程度，實現(xiàn)無人化的控制。通過從理論上深化PLC技術(shù)在天車無人化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，就能為實際的系統(tǒng)設(shè)計科學(xué)性起到保障作用。

1 天車發(fā)展的趨勢以及PLC控制天車的工作原理

1.1 天車發(fā)展的趨勢

天車的應(yīng)用比較廣泛，其作為重要的運(yùn)輸工作，在諸多領(lǐng)域中扮演著重要角色，隨著技術(shù)的升級，天車的發(fā)展逐漸向著大型化以及高效率的方向邁進(jìn)，當(dāng)前的技術(shù)應(yīng)用能使得天車的起重量達(dá)到六千五百噸，單機(jī)的最大輸送距離已經(jīng)超過了三十千米，向著大型化以及高效率的方向目標(biāo)實現(xiàn)[1]。天車的發(fā)展過程中，也逐漸向著智能化自動化和集成信息化的方向發(fā)展，有自動裝卸物料以及精確位置檢測等過程控制天車出現(xiàn)，這些都從很大程度上提高了天車工作的效率。天車的發(fā)展也向著成套化以及系統(tǒng)規(guī)?；姆较蜻~進(jìn)，這樣在一套系統(tǒng)的應(yīng)用下，就能保障應(yīng)用的整體效率提高。天車的發(fā)展在向著組合化以及模塊化的方向邁進(jìn)，能有效滿足用戶多樣化要求。

1.2 PLC控制天車的工作原理

天車的實際應(yīng)用過程中，對于PLC技術(shù)的應(yīng)用是比較重要的，這也是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)。天車大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)以及小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、主起升機(jī)構(gòu)等，都是獨(dú)立運(yùn)行的。如大車運(yùn)行的機(jī)構(gòu)是雙臺電動機(jī)進(jìn)行同步拖動，由4臺變頻器進(jìn)行傳動，通過PLC系統(tǒng)的應(yīng)用來實現(xiàn)控制[2]。系統(tǒng)當(dāng)中的變電動機(jī)需要的頻率可調(diào)交流電源，是通過變頻器進(jìn)行提供的。大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)所配備的是普通反抗性負(fù)載，故此在選擇變頻器的時候，就要選擇普通型的。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起動時間相對比較長，起動的速度快以及穩(wěn)定，要對電氣控制方式的應(yīng)用充分考慮，結(jié)合工作狀況不同，采用制動方法主要有強(qiáng)制制動以及自由制動，天車運(yùn)行中的停止時間，就要和司機(jī)操作的天車要求進(jìn)行緊密的結(jié)合起來，正常的停止過程中可以選擇自由制動的方式。

2 PLC天車無人控制系統(tǒng)設(shè)計方案和架構(gòu)及設(shè)計研發(fā)應(yīng)用

2.1 PLC天車無人控制系統(tǒng)設(shè)計方案

通過對PLC技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行設(shè)計天車無人控制系統(tǒng)，就要充分重視和實際的需求進(jìn)行緊密的結(jié)合起來，實現(xiàn)全天候的監(jiān)控目標(biāo)，通過對綜合無線網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用以及對PLC技術(shù)的應(yīng)用等，進(jìn)行設(shè)計天車無人控制系統(tǒng)。完善的PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，就能有多樣的處理能開，有遙控模式以及手動模式和自動模式、維護(hù)模式等等，這樣就能對天車無人控制系統(tǒng)的多樣化控制的目標(biāo)有效實現(xiàn)[3]。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的時候，就要充分重視能夠以面向?qū)ο鬄榛A(chǔ)，將這一控制系統(tǒng)分成不同的層，主要有基礎(chǔ)層，以及命令層和執(zhí)行層，通過現(xiàn)場總線技術(shù)以及無線通訊技術(shù)的應(yīng)用，和PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合起來，對天車的各個控制部分進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，這樣就能有助于保障控制系統(tǒng)的智能化目標(biāo)實現(xiàn)。

2.2 PLC天車無人控制系統(tǒng)架構(gòu)

PLC的天車無人控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程當(dāng)中，系統(tǒng)運(yùn)行的電源是比較關(guān)鍵的，缺少了良好的電源就必然會影響實際的工作。不是特殊情況下，交流電壓波動在+13%時候課直接把PLC和交流電網(wǎng)進(jìn)行有機(jī)的連接起來。CPU作為PLC系統(tǒng)當(dāng)中的重要構(gòu)成，其起到檢查儲存器以及電源等狀態(tài)的作用，能對用戶程序的語法錯誤進(jìn)行有效的診斷，在實際的工作過程中，進(jìn)行掃描和接收現(xiàn)場輸入裝置狀態(tài)以及數(shù)據(jù)，然后對應(yīng)存入到I/O印象區(qū)。程序從存儲器當(dāng)中進(jìn)行讀取，實施邏輯以及算數(shù)的運(yùn)算，把運(yùn)算的結(jié)果錄入到I/O印象區(qū)當(dāng)中。程序結(jié)束把數(shù)據(jù)錄入對應(yīng)輸出裝置當(dāng)中這樣進(jìn)行循環(huán)往復(fù)運(yùn)行[4]。PLC技術(shù)應(yīng)用下的天車無人化控制系統(tǒng)，其功能結(jié)構(gòu)比較的復(fù)雜，通過統(tǒng)一化的管理以及多部協(xié)同自動控制的方式應(yīng)用就顯得比較重要，主要是將這一控制系統(tǒng)分成三個層次，也就是計劃層以及任務(wù)層和執(zhí)行層，和實際的工作需要進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合起來，保障系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量水平提高。

2.3 PLC天車無人控制系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)和應(yīng)用

PLC天車無人控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用方面，要結(jié)合具體的技術(shù)應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)計，PLC天車系統(tǒng)硬件設(shè)備是通過地面設(shè)備以及車載設(shè)備和移動終端設(shè)備進(jìn)行組成，如地面設(shè)備就包含著服務(wù)器以及無線訪問點(diǎn)和交換機(jī)等。訪問點(diǎn)是通過先進(jìn)直序擴(kuò)頻技術(shù)無線AP設(shè)備，這對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室约百|(zhì)量就得到了保障，有著良好的抗干擾性能。通過傳感器的狀態(tài)經(jīng)過連鎖以及邏輯判斷，來進(jìn)行對執(zhí)行層下達(dá)具體動作命令。執(zhí)行層就有變頻器和控制的電機(jī)傳動裝置，在總線接受命令層指令下實施電機(jī)設(shè)備動作。系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)備控制功能的設(shè)計是比較重要的，設(shè)計中手動以及遙控控制使用循環(huán)順序控制的方式，通過主程序以此調(diào)用手動控制的模塊和遙控模塊，進(jìn)行實現(xiàn)邏輯順序執(zhí)行，這樣就能有效保證天車非常規(guī)工作使用，對傳統(tǒng)的天車控制功能也能得以有效繼承。自動控制的模式設(shè)計是定時掃描控制方式的應(yīng)用，調(diào)用一次自動控制模塊就能保障系統(tǒng)的自動化運(yùn)行，實現(xiàn)天車無人控制的目標(biāo)。維護(hù)模式則主要是通過繼電器進(jìn)行實現(xiàn)控制的，這就脫離了PLC控制，系統(tǒng)產(chǎn)生故障以及天車其他設(shè)備出現(xiàn)致命錯誤的時候能發(fā)揮積極作用。

天車擺角PLC技術(shù)應(yīng)用功能的設(shè)計研發(fā)過程中，自動控制目標(biāo)的實現(xiàn)就要在天車移動以及停止中，保障主鉤的擺幅控制，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的取放卷時，主鉤擺角控制在0.5度內(nèi)，這樣才能保障天車的精確定位以及安全取放卷，對鋼卷在庫房中的精確碼放就能得到有效控制[5]。天車擺角的產(chǎn)生，是在變速的運(yùn)動時候，鋼卷速度發(fā)生了變化滯后于大車以及小車速度的變化，進(jìn)行控制天車的擺角就要注重自動控制技術(shù)的應(yīng)用，在PLC技術(shù)的應(yīng)用下，就能有效消除擺角的差異，從而保障擺角的自動控制功能充分發(fā)揮。

系統(tǒng)設(shè)計過程中對于天車設(shè)備的全天候監(jiān)控的設(shè)計研發(fā)也是比較重要的，要能保證操作人員以及維修人員對設(shè)備的實時監(jiān)控，及時性的發(fā)現(xiàn)問題并加以消除，接收實時的設(shè)備狀態(tài)掃描信息，這樣才能保障設(shè)備的正常運(yùn)行。加強(qiáng)管理控制系統(tǒng)的設(shè)計，要注重其有完善通訊能力，這是整個系統(tǒng)當(dāng)中的任務(wù)層，進(jìn)行接收下發(fā)施工單計劃和轉(zhuǎn)化具體天車任務(wù)下發(fā)到UCCS，能夠進(jìn)行多部天車的協(xié)同調(diào)度，有效的提高管理效率[6]。系統(tǒng)功能設(shè)計過程中的車輛識別系統(tǒng)功能也是比較重要的，通過信息數(shù)據(jù)匹配通過天車無人系統(tǒng)自動完成運(yùn)輸車輛上卷以及卸卷的作業(yè)。這一系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，能夠?qū)︿摼淼男畔⒁约拔锪餍畔⒑驮O(shè)備的信息完整呈現(xiàn)，在投入使用之后，為企業(yè)的發(fā)展帶來了很大經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

綜上所述，PLC技術(shù)應(yīng)用下的天車無人化控制系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)，是提高實際工作效率的重要支持系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化的控制目標(biāo)，就能有助于這一系統(tǒng)的應(yīng)用作用充分發(fā)揮。在當(dāng)前的社會生產(chǎn)力的不斷提高下，將PLC系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用，就成為促進(jìn)天車無人化控制功能完善的重要技術(shù)支持力量，希望能通過此次研究為實際系統(tǒng)設(shè)計提供有益發(fā)展思路。

參考文獻(xiàn)

[1]趙振銳，劉景鈞，孫雪嬌，倪振興.面向智能制造的唐鋼信息系統(tǒng)優(yōu)化與重構(gòu)[J].冶金自動化，2017，（03）.

[2]張海寧，李士琦.河鋼石鋼智能制造的思考[J].中國冶金，2016，（06）.

[3]陳新華.對鋼鐵企業(yè)智能制造推進(jìn)工作的思考[J].冶金經(jīng)濟(jì)與管理，2016，（01）.

[4]李歡，莫欣岳.智能制造技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用[J].企業(yè)管理，2017，（03）.

[5]施燦濤，劉璐新.面向智能制造的設(shè)備管理應(yīng)用研究[J].冶金設(shè)備，2016，（05）.

[6]楊建云.智能制造應(yīng)用：煉鋼上料模型[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2016，（09）.