水电站起重机PLC控制设计

　　O引言

　　PLC和人机界面的采用，可以大大减少控制元件数目、接线更为简单，同时利用现场总线实现分布式控制还可节省大量线缆，减少安装工作量和起重机的故障率。在水电厂，PLC是实现现场控制的最佳设备之一。

　　1PLC网络结构与组态

　　“人机界面+PLC+变频传动”是当今水电站起重机控制的主流方式，其中PLC作为控制核心，实现整机的逻辑控制、运行监视和故障报警。PLC与人机界面相结合，促进了起重机的控制精度和自动化水平的提高，减轻了操作维护人员的动强度。目前起重机普遍采用分布式控制，图1为一台门式起重机PLC网络连接图。

　　在确定PLC系统的网络结构后，下一步需要配置PLC硬件。以西门子57一300为例，57一300一般通过pR‘)F‘BU仆Dp现场总线笋网，主站采用CpU3‘5一ZDp中央处理单元，内置装载存储器80kB，最大可扩展至512kB;随机存储器48kB，最大数字量点数1024，最大模拟量点数128，能满足中等性能要求的应用。

　　根据起重机电气室输出输人点数要求，除了电源模块、CPU模块，接口模块外，主站还需配置一定数目的1/0模块。CPU315一ZDP最多可扩展4个机架，每个机架最多可安装8个信号模块或功能模块。IM36o/IM361接口模块将57一300背板总线从一个机架连接到下一个机架。司机室、小车机房等处配置ETZoo从站，通过IM15s通讯模块与主站通信。ET20O的地址通过IM153模块上的拨码设定。PROFI-BUSDP总线还可以连接传感器、变送器等设备，但如果接人设备不被编程软件识别，必须安装DP设备的GSD文件.

　　2PLC控制流程和程序设计

　　图2为一门式起重机主起升机构的控制流程图。门机上电后，PLC系统首先进行自检，如果DP网络各设备状态正常，门机可以操作。除变频器内设有电机各种保护功能外，电机还设置过热保护、超速保护等。起重机运用PLC和变频调速进行控制，与之相适应，在司机室中设置人机界面，监控整机的运行状态。操作员通过掌握起重机各种状态信息，为安全运行和故障处理提供了极大的便利。

　　在此选用西门子的SIMATICTP系列彩色触摸操作面板，用它作为人机界面，具有交互性好、可靠性高、编程简单以及与PLC连接简便等优点。由于使用了触摸操作面板，门机的监控与操作变得非常简单，工作人员可随时通过面板上的画面观察门机各机构的运行状况，并根据实际运行情况由输入域随时修改运行参数或通过触摸按钮起动某些机构。触摸操作面板的画面采用网页式设计，浏览画面像上网一样简单。触摸屏画面设计不仅要求能实现所有的控制功能(输人及显示参数、存储纪录、报警、打印等)，而且要简单明了，易于操作。考虑系统所需监控的过程变量和实际功能，共组态了6组画面。在主画面上，门机小车运行机构、回转起升机构、回转运行机构、大车运行机构的运行指示灯布置在相应机构适当位置处，当其点亮或闪烁时表明该机构正在按该指示灯的文本标注运行。在指示灯的旁边设有相应机构的点动按钮，触摸点动按钮可实现该机构的点动运行。页面左侧设有系统启动、主电源检测、控制柜加热、电气室空调、主起升照明、回转起升照明、集中润滑、风速报警指示灯，用于监控门机的运行状况。左上角的5个按钮分别链接主起升、回转起升、信息管理、口令管理、系统设置页面，通过触摸操作可进入相应的页面。