基于PLC控制的桥式起重机的设计毕业论文(4)

3 系统软件设计

PLC程序的编制以实现PLC在系统中的任务为目的。整个桥式起重机的程序分为主程序、公用程序、大车程序、小车程序、主钩程序、副钩程序6个部分。主程序接收相应的按钮输入，分别调用其余5个子程序。公用程序实现PLC模拟的主令控制器的功能，并将信息存入中间继电器中。而大车、小车、主钩、副钩等程序分别具体控制各电机的运行。现分别介绍各程序的功能： 3.1 主程序

主程序功能简单，主要是实现调用各子程序。当PLC上电工作时，SM0.0接通，调用公用程序，完成初始化。另外，设有总电路开关，当启动开关I0.0接通，停止开关I0.1及过电流保护开关I0.7常闭触头闭合时，接通总电源输出开关Q0.0，并自保持。这时整个电路将通电，公用程序完成初始化，等待操作人员按下大车、小车、主钩或副钩的启动按钮，启动相应子程序。主程序梯形图设计如下：

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图5 主程序梯形图程序设计

3.2 公用程序

设置公用程序可以充分利用PLC的I/O点，减少外部接线，其程序主要是实现电机的正反转、提减速，用辅助继电器输出为后面的各子程序调用作准备。

编程的基本思想是用比较传送的方式，按下I1.0或I1.1时，使存储器VB100中的数在1～5间顺序变化，控制输入到变频器中的档位变化实现调速。当主令控制器处于零位，或输入到VB100中的数大于5或者小于0时，将使VB100置零。另外，在上电的第一个周期，SM0.1得电，VB100亦将置零。

公用程序还将接收向前或者向后的输入，实现主令控制器的向前或者向后的功能。公用程序的STL语言如下：

TITLE = 公用程序

Network 1 上电及主令开关经过零位时清档位存储器VB100 LD I0.2 //主令控制器零位开关I0.2 ED //出现下降沿

LD M11.2 //主令控制器处于向前位 ED OLD

LD M11.3 //主令控制器处于向后位 ED OLD

O SM0.1 //上电的第一个周期

AN I0.1 //停止按钮按下时，不完成初始化 MOVB 0, VB100 //清档位存储器VB100 Network 2 VB100为0时M11.0置1

LDB= VB100, 0 //比较VB100中的数与0的大小 = M11.0 //将比较后的结果存入M11.0 Network 3 VB100为5时M11.1置1

LDB= VB100, 5 //比较VB100中的数与5的大小 = M11.1 //将比较后的结果存入M11.1

Network 4 I1.0接一次，VB100加1（VB100小于5） LD I1.0 //加速开关I1.0

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EU //出现上升沿

AN M11.1 //中间继电器M11.1，VB100大于5时，M11.1通电 INCB VB100 //VB100自增1,

Network 5 I1.1接一次，VB100减1（VB100大于0） LD I1.1 //减速开关I1.1 EU

AN M11.0 //中间继电器M11.0，VB100小于0时，M11.0通电 DECB VB100 //VB100自减1 Network 6 速度输出程序

LDN I0.1 //AN M11.3 //AN M11.2 //A Q0.0 //LPS

LDB= VB100, 1 OB= VB100, 3 OB= VB100, 5 ALD

= M10.4 //LRD

LDB= VB100, 2 OB= VB100, 3 ALD

= M10.5 //LPP

LDB= VB100, 4 OB= VB100, 5 ALD

= M10.6 //Network 7 LDN I0.1 A Q0.0 LPS

AN I0.3 //A I0.5 //AN M11.3 //= M11.2 //LPP

AN I0.4 //A I0.6 //AN M11.2

= M11.3 //停止按钮I0.1常闭触点 串联正反转中间继电器，

防止按下正反转时,进行加减速操作 主电源输出点Q0.0 变频器速度选择端X001 变频器速度选择端X002 变频器速度选择端X003 主令控制器控制电动机正反转 前限位开关

主令控制器向前档

并联M11.3，与M11.2互锁

将主令控制器正转信息保存在M11.2 后限位开关

主令控制器向后档 将主令控制器反转信息保存在M11.3

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3.3 大车控制程序

在设计各电动机控制程序的过程中，只需要将公用程序输出到中间继电器中的电机正传、反转以及变速信息接到相应的变频器输入端口上即可。鉴于各电机控制程序基本相同，只有主钩控制程序加接单独的过电流保护，且其程序简单，故在此仅以大车控制程序介绍各电动机控制程序的编程思路。大车运行流程图如下：

图6 大车运行流程图

大车控制程序包含急停复位、大车电源及大车速度控制程序三部分。

根据变频器的端口功能，EMS为急停输入口，RST为复位输入口，将控制面板的急停按钮接在PLC的输入端口，经PLC的输出端口接到变频器的EMS及RST端口即可完成急停及复位的程序设计。其LOD梯形图程序如7所示：

图7 大车急停及复位梯形图程序

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大车电源控制程序是将大车启动按钮常开触点I1.4串联大车停止按钮常闭触点I1.5以及大车故障按钮常闭触点I1.6再输出到大车电源输出Q0.3，并将Q0.3并联在I1.4上实现继电保持。其LOD梯形图如图8所示：

图8 大车电源梯形图程序

大车速度控制程序的功能是将主令控制器输出的正转、反转、加减速等信号输入到变频器的输入口上。变频器的正转输入口为FWD口，反转输入口为REV口，7档位速度输出控制为X001、X002、X003口。将中间继电器的信号经小型继电器接在变频器上相应的输入口上，并加上一定的保护电路，其梯形图如图9所示：

图9 大车速度控制梯形图程序

利用PLC控制的变频器调速技术，桥式起重机拖动系统的各档速度、加速时间都可以根据现场情况由变频器设置，调整方便。负载变化时，各档速度基本不变，调速性能好。 3.4 其他子程序设计

桥式起重机使用5台电动机控制各机构的运行，而各运行机构的启动、制动等操作基本类似，只有主钩控制程序稍有不同。因此，小车、主钩、副钩的控制程序和大车的控制程序类似，只需在原有基础上稍加改动即可。其中主钩回路由于负载变化大，启动频繁，因此加接过电流保护回路，具体的程序见附录一，此处不再一一赘述。

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