冶金吊/鑄造起重機(jī)的主傳動(dòng)軟件程序設(shè)計(jì)主要用到的硬件設(shè)備有S7-200 PLC、HMI人機(jī)交互界面等，用到的軟件主要是WinCC。程序功能塊處理流程主要是：第一步：系 統(tǒng) 上電自檢。存在問題時(shí)調(diào)用相應(yīng)的組織塊以排除系統(tǒng)的 故障； 第二步：調(diào)用系統(tǒng)初始化模塊。組織塊0B00，將初始化控制字送給所有的 傳動(dòng)電機(jī)；第三步：調(diào)用通訊模塊。調(diào)用功能FC101，獲得傳動(dòng)點(diǎn)地址，并將信息送 給RECORD參數(shù)；第四步：執(zhí)行操作系統(tǒng)模塊。調(diào)用功能FCC6，完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、加速、減速、負(fù)荷分配、吊裝控制等操作； 第五步：執(zhí)行轉(zhuǎn)換模塊：調(diào)用功能FC84，建立變頻器測(cè)量得到的速度、轉(zhuǎn)矩、電流等參數(shù)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的PLC、操作屏數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。（執(zhí)行完畢后可 再次回到第三步調(diào)用通訊模塊） 該程序設(shè)計(jì)修改方便，設(shè)計(jì)完成可聯(lián)機(jī)調(diào)試，沒有問題時(shí)再把各個(gè)步 進(jìn)電機(jī)接上。

1.1程序設(shè)計(jì)分析 在整個(gè)起重機(jī)移動(dòng)運(yùn)行控制過程中，采用限位開關(guān)以及面板操作開關(guān) 以及系統(tǒng)邏輯開關(guān)作為輸入點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)中底盤有5個(gè)限位開關(guān)，分別作為5個(gè)位置的定位輸入點(diǎn)，立柱有4個(gè)限位開關(guān)，分別為1個(gè)復(fù)位開關(guān)、一號(hào)位限位輸入量、上限位、下限位。設(shè)計(jì)有3個(gè)限位開關(guān):設(shè)計(jì)復(fù)位限位數(shù)入點(diǎn)、前限位 、后限位。位移限位開關(guān)，為位移復(fù)位輸入點(diǎn)。一共13個(gè)限位開關(guān)完成全部的控制輸入。由于在整個(gè)控制過程中全部是通過控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊再驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行。鑄造起重機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中有大量電機(jī)啟?？刂?。主要包括水平移動(dòng)控 制、上升控制、下降控制等，這部分控制電機(jī)往往功率較小，不需要使用變 頻器拖動(dòng)，只需進(jìn)行電氣互鎖與啟?？刂萍纯伞５诖笮丸T造起重機(jī)中，必 需加入一些限位保護(hù)，以防對(duì)設(shè)備與電機(jī)造成損壞。比如在連續(xù)鑄模鑄造過程中，自動(dòng)更換鑄模的設(shè)備其更換主臂起降通過與電機(jī)相連的軸帶動(dòng)主臂下方的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)完成，在下方預(yù)定位置安裝有限位螺絲，但是這只是一種粗限位，齒輪仍可能在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中脫離與之相耦合的齒輪，對(duì)設(shè)備造成 損壞。為了避免此類事件，需要通過光電開關(guān)采集位置信號(hào)，在 PLC中再 次進(jìn)行限位，保證鑄造設(shè)備和電機(jī)的安全。

由于起重機(jī)的動(dòng)作較多，手動(dòng)開關(guān)量相應(yīng)較多。編寫PLC程序時(shí)可以將 開關(guān)量的輸入作一轉(zhuǎn)化，由I輸入影像寄存器轉(zhuǎn)化為M存儲(chǔ)器，還注以相應(yīng)的符號(hào)和注釋。機(jī)械手的控制有在空間上一共有三個(gè)自由度，全部采 用步進(jìn)電機(jī)來進(jìn)行控制，這樣就使程序更為簡(jiǎn)潔， 提高了程序的可操作性。

起重機(jī)手動(dòng)控制程序設(shè)計(jì) 起重機(jī)必需設(shè)計(jì)有手動(dòng)的功能，用于系統(tǒng)在非工況狀態(tài)下的調(diào)試，或 者緊急狀態(tài)下的手動(dòng)操作。起重機(jī)移動(dòng)部件部分的手動(dòng)程序相對(duì)比較簡(jiǎn) 單。主要通過手動(dòng)按鈕， 啟動(dòng)電磁閥開關(guān)，使 貨 物 由 設(shè)計(jì)路線平移或起落。 如果出現(xiàn)機(jī)械問題，該電磁閥不能正常工作，則可以手動(dòng)自動(dòng)切換開光打 到手動(dòng)控制開關(guān)，可以通過手動(dòng)開關(guān)來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 起重機(jī)手動(dòng)移動(dòng)方向?yàn)槿杂啥龋?span lang="EN-US"> Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)， X水平移動(dòng)， Y軸上下移動(dòng) 。這三個(gè)自由度都采用北京斯達(dá)微的SH-2H057M步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和 17HS101步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來控制機(jī)械手的上升和下降，由 PLC上提供電平信號(hào)，并給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入脈沖信號(hào)，用于控制起重機(jī)手 動(dòng)移動(dòng)方向，起重機(jī)手動(dòng)移動(dòng)電路如圖1所示。

 起重機(jī)移動(dòng)動(dòng)作較多，很多情況下會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，所以吊鉤等移動(dòng)部 件的復(fù)位顯得尤為重要，在 每 次 運(yùn) 行前花少量的時(shí)間進(jìn)行復(fù)位，在 誤 動(dòng) 作 后 及時(shí)徹底的進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，會(huì) 給 移 動(dòng) 部 件的正常工作和程序調(diào)試階段帶 來高效和便捷。同時(shí)移動(dòng)部件有力的復(fù)位也對(duì)硬件設(shè)備起到一定的保護(hù)作 用。在設(shè)計(jì)調(diào)試初期PLC程序的過程中會(huì)出現(xiàn)過與限位器相撞的問題，主要原因就是復(fù)位不徹底，相應(yīng)的PLC的M存儲(chǔ)位，會(huì) 引起在PLC狀態(tài)不可 知的情況下進(jìn)行下來的動(dòng)作。因此，為了提高移動(dòng)的效率，移動(dòng)部件可以在 另一移動(dòng)部件運(yùn)行的同時(shí)便開始動(dòng)作，等另一部件運(yùn)行上位機(jī)傳送來的 “運(yùn)行結(jié)束信號(hào)”，作 為自身的到目的位置的啟動(dòng)信號(hào)。

起重機(jī)傳動(dòng)控制 在本設(shè)計(jì)中，操作臺(tái) S7-200PLC與主傳動(dòng)系統(tǒng)S7-300PLC通過加裝 EM277Profibus總線模塊完成通訊。S7-200PLC采集壓力變送器的數(shù)據(jù) ， 傳送給S7-300PLC，從而在操作屏上顯示相關(guān)壓力數(shù)據(jù)，類似于遠(yuǎn)程I/ O口；同時(shí)操作屏設(shè)定的壓力數(shù)據(jù)以及相關(guān)參數(shù)通過S7-300主站寅 Profibus寅EM277傳送給S7-200從站進(jìn)行處理。以 1#操作臺(tái)為例，EM277 在step7組態(tài)畫面變量存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置了I/0偏移量為100，從VW100開始，前 64字節(jié)為輸入，后64字節(jié)為輸出，即輸入字范圍為VW100-VW163，輸出 字范圍為 VW164-VW277，對(duì)應(yīng)PLC 自動(dòng)分配的輸出地址范圍為 PQW1100-PQW1163，輸入地址范圍為PIW1100-PIW1163。 3 系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)利用功能強(qiáng)大的MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)的人 機(jī)界面如圖2所示，主要功能包括人機(jī)界面的設(shè)計(jì)與制作、通道輸入的設(shè) 置和運(yùn)行策略的添加三個(gè)部分。

圖2人機(jī)界面運(yùn)行圖

人機(jī)界面設(shè)計(jì)： 通過一系列的設(shè)計(jì)系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)的設(shè)計(jì)。如進(jìn)行“系 統(tǒng)啟動(dòng)” 開關(guān)的設(shè)計(jì)，通過“插入元件”得到系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)，在工具箱里填寫 其“標(biāo)簽”名稱，雙擊“系統(tǒng)啟動(dòng)”開關(guān)圖標(biāo)進(jìn)行屬性設(shè)置等，“系統(tǒng)啟動(dòng)”開 關(guān)屬性的主要包括“可見度” 、 “按鈕模式”“ 單 動(dòng) ” 與 “ 聯(lián) 運(yùn) ” 設(shè) 置 等 。 添加通道輸入：由 MCGS生成的“設(shè)備窗口”中新建一個(gè)串口設(shè)備，然后 再進(jìn)行“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”設(shè)計(jì)，主要是添加通道，點(diǎn)擊“增加通道” 設(shè)置完成后，再點(diǎn)擊“通道連接” ，完成對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的填寫。添加運(yùn)行策略： 點(diǎn)擊“運(yùn)行策略” ，進(jìn)行“新建策略” ，最后進(jìn)行屬性添加。