1.概述

    控制系統(tǒng)可靠，方便等特點，其已在集裝箱起重機上廣泛使用，目前已取代了早期的繼電器控制回路系統(tǒng)。同時由于總線系統(tǒng)的發(fā)展，PLC所需采集的各類開關，傳感器信號可以通過遠程I/O站實現(xiàn)，大大節(jié)省了電纜布線成本，也節(jié)約了故障查詢時間。本文主要闡述的就是岸橋控制系統(tǒng)的核心內容設計：岸橋PLC程序的設計與實現(xiàn)。

    在這套系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的主要元件PLC是采用了SIEMENS公司的S7-400作為PLC主站，ET200作為遠程模塊站。整個系統(tǒng)通過PROFIBUS總線將PLC主站與各遠程模塊站及控制傳動機構的變頻器相連，見如下單線圖1-1所示：

 圖1-1：以PLC為核心的岸橋電氣控制系統(tǒng)圖

    圖1-1中，S7-400 PLC是整個系統(tǒng)的核心所在，它有兩個PROFIBUS總線接口，一條總線連接所有傳動機構變頻器（變頻器由整流器與逆變器組成），這樣一來變頻器所需要的命令，運行狀態(tài)的反饋等信號均可以通過PROFIBUS通訊來實現(xiàn)。另一條總線則連接所有的I/O遠程站，實現(xiàn)采集信號和輸出信號，大大節(jié)約了布線。PLC同時也帶有以太網接口，可以方便的與計算機連接，這樣一來工程技術人員可以通過計算機的人機界面來監(jiān)控岸橋的運行，同時該計算機也可以作為編程器，用來配置PLC硬件，修改PLC程序。

2.  岸橋 PLC程序編寫

對岸橋的PLC系統(tǒng)來說，其需要控制的內容有岸橋的起升, 大車, 小車, 俯仰這四個主要機構的運行與輔助機構的運行，四個主要機構都有相同的運行過程，如下圖2-1所示：

                      圖2-1：岸橋主要機構運行過程

    因此在這過程中的“是否滿足運行條件”與“是否存在減速命令”是編寫岸橋PLC程序所必須清楚的情況，我們在這里必須通過工況分析，有了清楚的了解之后，才能正確的編寫程序。以下我們將以起升機構為例，對工況進行詳細的分析。

2.1  岸橋起升機構工況分析

2.1.1.          岸橋起升機構的組成

起升機構的主要作用是通過鋼絲繩與吊具上的滑輪將吊具作上下的移動。當吊具吊了集裝箱之后，集裝箱就可以通過起升機構實現(xiàn)上下移動，比如將集裝箱從船艙或集裝箱卡車上提取。起升機構的組成除了吊具與鋼絲繩之外，還包括兩套并行連接的機械傳動裝置，每套傳動裝置的組成如圖2-2所示：有一個交流電機聯(lián)接一個減速箱。在電機與減速箱之間的主軸上裝有一個液壓推桿盤式制動器。電機非驅動側出軸安裝有測速編碼器和超速開關。在卷筒的一側出軸上裝有一個凸輪限位開關。

 圖2-2：起升傳動機構組成

2.1.2.                        岸橋起升機構的運行控制

起升機構運行過程控制如下：

l         PLC采集司機發(fā)出的運行指令及速度給定指令。

l         通過PLC程序進行邏輯判斷，判斷是否滿足“運行允許”的情況。

l         如果PLC程序邏輯判斷滿足“運行允許”的情況，接下來要進行的就是起升速度的處理，其處理如下：

n         如果不存在減速運行命令，則傳動機構按司機給定的速度運行。

n         如果PLC收到減速運行信號，PLC則將速度處理為司機給定速度的10%。

l         最終，PLC需將這些運行命令，運行速度通過PROFIBUS總線傳輸給變頻器，變頻器帶動電機運行，實現(xiàn)起升機構的運行。

2.2 程序編寫

2.2.1.                        Symbol表的編寫

在編寫PLC程序之前，對于I/O 變量, 由于其在原理圖上已定義, 我們可以先將其在SYMBOLS中輸入。

圖2-1：SYMBOLS表

2.2.2.                        岸橋起升運行程序

下面我們以起升機構為例, 編寫一段岸橋起升運行程序。

步驟一：編寫“起升允許”程序。我們編寫的“起升允許”程序如下圖2-2所示：

                             圖2-2：編寫 “起升允許”程序

   圖2-3：起升運行命令

步驟三：編寫“起升速度的控制”程序。在這段程序中：當司機在駕駛室把控制電源合上，并發(fā)出起升命令，如果有減速命令存在，則將給定值變?yōu)樵瓉淼?/SPAN>10%，程序如下圖2-4所示。

圖2-4：速度給定信號處理

步驟四：編寫“起升命令與速度控制”程序。以上的程序完成了岸橋起升運行的命令和速度給定的產生，最終我們就是要將這命令與速度給定通過PROFIBUS總線傳輸給變頻器，如圖2-6是調用了西門子公司功能塊庫中的一個PROFIBUS數(shù)據(jù)傳送功能塊PCD_SEND，用來傳送數(shù)據(jù)塊DB123中的16個字。。

圖2-5升命令與速度控制 

       圖2-6總線數(shù)據(jù)傳輸

2.2.3.                        岸橋主要機構程序對應的功能FC（Function）

以上分析了岸橋起升機構的程序編寫，與起升機構的程序類似, 岸橋的大車, 小車, 俯仰機構程序也要處理運行允許, 命令與速度給定，數(shù)據(jù)傳輸?shù)取�為了使整個項目程序結構清晰，我們將各個功能細分，如下圖3-14所示是：主要機構運行控制的功能FC，以及用于命令與速度給定傳輸?shù)?/SPAN>PROFIBUS總線數(shù)據(jù)傳輸功能塊FB：