Modicon TSX Neza PLC在橋式起重機中的應(yīng)用

1 引言
滄州煉油廠煉油三部瀝青車間現(xiàn)有年產(chǎn)十萬噸道路瀝青裝置一套，車間配套有裝車用橋式起重機兩臺，該橋式起重機是張家口起重機廠1979年10月生產(chǎn)，我廠1980年4月投用，經(jīng)過20多年的使用，該設(shè)備已經(jīng)非常陳舊，且隨著近幾年產(chǎn)量的增加，起重機使用頻率增加，天車故障頻發(fā)，瀝青橋式起重機(又稱天車)的電氣維護一直是我們?nèi)粘＞S護的一項重要工作，往往投入了大量的人力物力，還不能保證天車的正常使用，每年都消耗大量的材料費用。為解決該問題，2004年4月份我們組織了技術(shù)人員進行了QC攻關(guān)，經(jīng)過比較決定采用施耐德公司生產(chǎn)的Modicon TSX Neza PLC，代替原電路中的JT3-11/1時間繼電器，改造后，經(jīng)過兩年的使用，效果良好。

2 控制電路的分析與改造
在橋式起重機電路中，故障發(fā)生比較多的是抓斗提升、張合部分的控制電路。抓斗提升、張合主電路如圖1所示。控制電路如圖2所示。

圖1 原主電路

圖2 原控制電路

圖2中，KM11、KM33、KM22、KM44分別是控制抓斗提升、張合的主接觸器，KM1～KM6是切除電阻的接觸器，KT1～KT6是時間繼電器，時間繼電器的作用是分級延時接觸啟動電阻，由于動作頻繁所以故障頻發(fā)。我們通過分析可以看出:
(1) 由于時間繼電器的型號是JT3-11/1-110V，因此工作回路是一個半波整流降壓回路，要使JT3-11/1正常工作，該回路中的二極管、降壓電阻、接觸器輔助接點均應(yīng)可靠工作;

(2) JT3-11/1型號的時間繼電器的輔助接點導(dǎo)致電氣故障經(jīng)常發(fā)生的一個主要點，如機構(gòu)故障、接點接觸不良故障，檢修起來非常煩瑣;
(3) JT3-11/1的線圈本身也經(jīng)常出現(xiàn)短路和斷路故障;另外，在這部分控制電路中，切除電阻的接觸器和時間繼電器輔助觸點相互控制，互為因果，電路比較復(fù)雜。我們通過以上分析可以看出:無論哪一點出問題，都會導(dǎo)致抓斗電動機直接起動，使電機的起動轉(zhuǎn)矩大大下降，如果發(fā)現(xiàn)不及時，極易燒壞電機。
施耐德公司生產(chǎn)的Modicon TSX Neza PLC功能比較豐富，容易使用且工作可靠，CPU單元具有12點輸入和8點輸出的20點I/O的基本結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要最多連接3個擴展模塊擴展至80個I/O點。根據(jù)原電路要求，筆者用兩個Modicon TSX Neza PLC更換了6個時間繼電器，用PLC的輸出節(jié)點對KM1～KM6接觸器進行控制。改造后的原理圖如圖3圖、4所示。

圖3 Modicon TSX Neza PLC的電源回路

圖4 Modicon TSX Neza PLC的輸出回路

由于Modicon TSX Neza PLC一接通電源就運行其中的程序，因此通過抓斗主接觸器來控制Neza PLC是否運行。我們對Neza PLC進行了編程，使其輸出節(jié)點依據(jù)設(shè)定的延時時間依次導(dǎo)通，達到原電路的動作要求。考慮到Neza PLC的安全運行，實測了接觸器(CJ12-100)線圈的實際工作電流是0.7A，為了防止線圈燒毀而損壞繼電器的輸出接點，該接點的額定電流是2A，在輸出回路中串聯(lián)了一個2A的保險管，保障該回路的接點不致被損壞。

3 抗干擾措施
由于PLC的安裝地點是在橋式起重機的電氣控制箱上，處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力;另一方面，要求工程設(shè)計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。
3.1 采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾
在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾竄入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源(如CPU 電源、I/O電源)等進入的。對于給PLC系統(tǒng)供電的電源，必須采用隔離性能較好電源。
3.2 電纜選擇的鋪設(shè)
為了減少動力電纜輻射的電磁干擾，我們選用了屏蔽電纜。在工程中，采用銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，可以大大降低動力線產(chǎn)生的電磁干擾，使工程取得滿意的效果。
不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應(yīng)按傳輸信號種類分層鋪設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時傳送動力電源和信號;避免信號線與動力電纜靠近平行鋪設(shè)，以減少電磁干擾。

4 結(jié)束語
我們改造后的電路簡單，使用可靠，維護方便，從2004年6月份投用以來，兩部橋式起重機的改造電路故障率為零，節(jié)省了大量人力物力，降低了勞動強度，并且每年可節(jié)約幾萬元的材料消耗，解決了多年瀝青橋式起重機電氣部分頻繁故障的一個重大難題。