用PLC改造沈阳红象混凝土拖式泵的控制系统
 
    沈阳盛港工程机械厂生产的红象HBT50混凝土泵，是九十年代初期引进德国普茨迈斯特(Putzmeiter)公司的技术生产的产品。该产品都是老式淘汰的继电器系统，已经工作了十多年，加上保养不善，整机电气系统多数已经很差，都需要大修和改造。该种机型原电气系统线路复杂，故障较多，故障排除比较困难，所以重新进行电路设计是非常必要的，改用目前控制领域应用比较普遍的PLC（可编程序控制器）控制是非常可行的。在现代拖式泵控制系统中，PLC控制方式已经取代了传统的继电器控制方式。采用PLC控制降低了系统的故障率，减少了维护量，且提高了可靠性。
    1原电气系统存在的问题
    三相异步电动机，启动采用了典型的晶体管时间继电器延时的Y-Δ启动方式，故障率较高。冷去风机380VAC、550W电动机，直接空气断路器启动。直流电源采用的是变压器加整流滤波电路，故障率也很高。采用继电器控制电磁阀的换向方式，可靠性低。采用行程开关换向检测元件，故障率非常高，经常影响混凝土泵正常工作。控制电路采用以步进继电器为核心的逻辑电路，步进继电器是西班牙和匈牙力产的，备件难找且非常昂贵（1只K1继电器价格达1500元，1只K2继电器价格达700元），而其中的K2继电器极易损坏。因此，改造该泵旧的继电器系统是非常必要的。
    2改造设计方案
    原系统所用的核心控制部件步进继电器为西班牙和匈牙力产的，国内应用较少，市面上很难买得到，且控制线路复杂，维修不方便。此次改造采用SIEMENS（西门子公司）的S7-200系列可编程序控制器作为控制核心部件。S7-200系列产品技术成熟，在国内应用非常普遍，许多代理商备有现货，采购方便。电气接线简单明了，程序编制调试也很方便，在计算机上用西门子公司的Step7-Micro/Win32编程软件将程序编制调试好后下载到PLC，装机调试即可。
    主电动机启动仍采用Y-Δ启动，取消故障率较高的晶体管时间继电器，直接由PLC控制启动、Y-Δ转换和停止。冷去风机电动机也由PLC控制启动、停止。
    由于混凝土泵工作时的工况非常恶劣，施工中混凝土输送不能中断，所以系统的可靠性非常重要。为提高电气系统的可靠性，直流电源一定要可靠，故将原变压器加整流滤波电路的电源改为24VDC开关稳压电源，以提高整个直流电路部分工作的可靠性。
    原行程开关为普通触点式，可靠性极差、寿命短，代之以感应式接近开关。接近开关的工作温度范围宽、频响高、防护等级高，并带有发光二极管指示功能，由于采用无触点、非接触式工作方式，所以寿命比行程开关长得多。目前国产的接近开关已与进口产品质量很接近，而价格却要低得多，国产产品完全可以满足要求。
    有线远控器面板上的控制开关依次为：正泵启/停开关S1、反泵启/停开关S2、搅拌反转控制开关S3、急停开关S4。操作者可以在不同的位置进行操作，便于随时观察机器的工作状况。为了方便更换混凝土缸活塞头，特增加了主液压缸点动开关2SA。且增加了搅拌压力控制自动反转功能，当搅拌系统液压油压力超过8MPa后，压力继电器P输出信号给PLC，PLC输出反转信号给电磁阀Y6，控制搅拌系统反转2分钟后再自动恢复正转。
    3控制系统原理图
    采用PLC改造的部分控制系统原理图如图1所示。交流部分控制原理比较简单，这里不再赘述。
    ……
    （本文章有删节，图片略，详情请见《建设机械技术与管理》杂志2006年第6期）