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摘要：起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展，我国起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺、设备使用维修、管理方面，不断积累经验，不断改造，推动了起重机的技术进步。PLC在起重机的应用也越来越广泛，PLC是控制设备的一种，用于实现工业的自动化生产，能够直接应用到工业环境中而不需要特殊措施支持。虽然PLC具有较高的可靠性以及抗干扰性，但由于起重机恶劣的使用环境，过于强烈的电磁干扰还是会对程序造成影响导致程序或者运算错误，造成输入输出的错误，这些会造成设备的误动作或者失控，PLC的正常运行无法得到保障。若要对系统可靠性予以提高，一方面对起重机中的PLC控制系统进行改造，另一方面，则可以在设计安装以及使用维护中予以重视，综合考虑对问题进行解决，有效提高系统抗干扰性。
关键词：控制系统；PLC；起重机
一、PLC的工作原理
最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。PLC、CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。这样在对于响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC、CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC的工作方式和通用微机不完全一样，因此用PLC设计自动控制系统与微机的控制系统的开发过程也不完全一样。需要根据PLC的特点，以程序形式来体现其控制功能。
二、PLC在起重机的应用
1、过程控制
起重机在运行过程中设备会存在一些连续变化量（压力、速度、液位以及温度），这些连续变化量也被称为模拟量。PLC能够通过相应的转换模块、控制算法程序对模拟量进行处理，用以完成闭环控制。
2、开关量的逻辑控制
PLC能够代替继电器电路，用以实现顺序、逻辑控制，不但能够控制单台设备，同时也能够群控多台设备。
3、数据的处理
PLC具有数据传输、以及运算和排序的功能，不但可以在操作中进行数据的有效采集，在采集的过程中便可以对数据进行分析，通过适当的处理完成相应的控制。
4、运动的控制
起重机的圆周运动以及直线运动都可以通过PLC进行控制，并且相应的控制模块为专用模块，例如，起重机上的伺服驱动电机以及步进式电机的轴位置（包括单轴、多轴）上的控制模块。
5、联网功能和通信功能
PLC的通信主要是PLC系统之间的通讯以及系统同其他设备之间的通讯。而在起重机领域中，通讯功能多位PLC系统之间的信息交流。
三、起重机PLC控制系统的抗干扰措施
1、抗干扰因素
（1）作业环境、温度控制
PLC对作业环境的温度有着范围要求，即0～55,且安装时应当保证其上没有发热量高的元件，并保证其周围通风散热良好。PLC需要具有绝对的绝缘性，应当保证PLC环境相对湿度不大于85%，即无凝露现象。震动。PLC系统应当在一个安稳平静的环境中，避免环境中振动或者连续振动超过55Hz，若是无法减小或者消除振动就需要采取相应的减震措施。避免PLC同一些腐蚀性气体接触，诸如硫化氢、氯化氢等，若是空气中粉尘以及腐蚀气体较多时，应当对PLC进行封闭处理。电源。PLC系统会受到电源产生的干扰，若是系统可靠性被电源干扰所影响则应当对这种干扰进行处理，可以通过隔离变压器的安装进行减少或消除。
（2）电磁干扰
通过对PLC系统使用过程中应用情况进行分析，可以看出电磁干扰是PLC系统中最容易影响系统可靠性，所以对于系统的干扰问题，最根本的解决方式需要充分了解到其来源，针对性的采取解决措施。
2、抗干扰的有效措施。
（1）合理处理电源,对电网引入干扰进行有效抑制。通过隔离变压器的安装对电源引入电网的干扰进行降低和消除，保证隔离变压器的屏蔽层变比是1:1,对设备同地之间干扰进行减少。
（2）PLC系统的安装以及布线。应当分别对控制线、动力线以及电源线等进行分别配线，另外，在隔离变压器以及PLC控制系统之间采用的连接方式为双绞线连接。而I/O线同大功率线之间必须分离走线，若是必须处在同一线槽中，那么则采用分开困扎的方式，对直流线和交流线进行区分，若具有条件的，则应当将直流线同交流线区分开来，通过空间距离的加大将其相互之间的干扰予以降低。
（3）在起重机应用中会遇到电焊机、大型动力设备以及一些功率较大的整流机，这些都会产生很强的干扰，因此应当尽可能的使PLC远离这些干扰源，且禁止将PLC同高压电器安装于相同的开关柜中。PLC输出线同输入线的走线应当分开，模拟量同开关量的敷设也应当进行分离。通过屏蔽线对模拟量信号进行传输，同时屏蔽层的一端或者两端应当接地，且接地电阻不能大于屏蔽层电阻的10%。
（4）对接地点的选择。首先良好的接地时对PLC系统工作可靠性的保障，应当选择正确的接地点，用不但能够对偶然性的高压冲击危害进行避免，同时还能够提高PLC控制系统电磁抗干扰性。接地系统的有效合理能够有效提高PLC系统的工作效率和安全性，而混乱的接地系统同样会对控制系统造成影响，主要的混乱指各接地点的电位分布不均，点与点之间具有很大的电位差，从而形成环流电路，对系统的运行造成了很大的影响。
四、PLC控制系统的改造方案
PLC控制系统进行起重机控制系统改造过程中主要集中在起重机的起升结构、变幅结构、PLC程序控制以及其他辅助系统的设计。其中在起升结构改造过程中，首先需对传统起重机起升结构中存在的弊端如能源浪费、成本较高以及故障频发的问题进行分析，在此基础上需引用能够实现矢量控制的变频器，并在PLC程序设计过程中，将起升制动器受起升机构启动带来的影响进行改善，确保作业时不会出现溜钩故障。而在变幅结构改造过程中，所考虑的主要为变幅机构控制、相关参数设置以及结构的保护措施等。同时，在PLC程序控制方面，在保证控制器选型与PLC配置合理的前提下，绘制PLC运行流程图，并设置抓斗控制，使抓斗工况中起重机的运行能够以设置的参数为标准实现自动开斗控制与闭斗控制。另外，在辅助系统改造过程中，可从司机操作联动台、安全保护位置、信号显示部分、照明与通讯部分以及控制柜等方面着手，确保改造后能够充分发挥起重机运行中的辅助作用。
在改造完成后，可对起重机进行外观、电气绝缘、电源柜等方面的前期检测，然后根据PLC运行后的电气系统的相关参数以及运行趋势进行分析，充分证明起重机在正常运行的情况下，其装卸作业效率大幅度提高。而且由于电气控制系统能够可靠运行，也减少了起重机作业中出现的故障。充分证明PLC控制系统的应用对机械的改造起到至关重要的作用。
结束语
通过对PLC正确合理的应用实施，在起重机设计上基本能够实现程序控制设计的预期目标。在我国很多项目中，通过文中的设计思路和抗干扰措施，开发设计出的提升机被成功应用于生产中，且取得了可喜的成就。经过一系列的生产实践，该设备在实际生产中能够完全满足生产工艺的需要，并且相对比同期进口设备，该设备整机总体性能更加突出。
参考文献
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