在桥式起重机电气控制系统中，可编程逻辑控制器（PLC）的程序逻辑设计与故障诊断能力直接决定设备运行的安全性和可靠性。依据 GB/T 3811-2008《起重机设计规范》要求，PLC 系统需实现精准的动作控制与全面的安全监控，同时具备快速定位故障的诊断功能，确保起重作业过程中的风险可控。
程序逻辑设计采用模块化架构，以功能块（FB）为核心构建控制体系。主程序通常包含初始化模块、手动 / 自动控制切换模块、机构动作控制模块及安全联锁模块，各模块通过
通过数据交互实现协同工作。起升机构控制逻辑需整合速度给定、转矩限制与高度检测信号，当吊钩接近上限位时，程序自动触发减速指令，距离限位开关 500mm 时执行低速运行，到达极限位置立即切断输出并锁定操作，该逻辑通过预定义的安全功能块实现优先级控制。运行机构控制则需处理方向指令、速度调节与限位保护的逻辑关系，确保大车、小车在允许范围内平稳运行，避免机械碰撞。所有控制逻辑均需包含互锁设计，如起升与运行动作的操作权限分级，防止多机构同时动作引发的安全隐患。
安全联锁逻辑是程序设计的核心环节，需覆盖设备所有危险点。紧急停止信号采用独立输入回路，不受程序扫描周期影响，触发后立即切断所有输出并置位安全状态标志。过载保护逻辑通过实时监测电机电流与预设阈值的比较，当持续超载 10% 超过 3 秒时，程序执行分级停机指令，并记录故障时刻的参数值。限位保护采用硬件开关与软件冗余设计，即使单一限位信号失效，程序仍可通过位置累积计算实现二次保护，确保机构运行边界安全。
故障诊断体系依托 PLC 的实时监测与数据记录功能构建多层级诊断机制。硬件层面通过输入 / 输出模块状态扫描，实时检测传感器、执行器的连接状态，当出现断线或短路时，立即生成对应通道的故障代码（如 6301 通讯超时、102 限位信号异常等）。软件层面利用诊断缓冲区记录程序运行异常，包括扫描周期超时（6105 代码）、功能块调用错误（6716 代码）等系统级故障，维护人员可通过编程软件读取缓冲区信息定位问题段落。针对常见故障，程序设计专门的诊断功能块，如电机过载时自动关联电流曲线与运行工况，生成包含时间戳、参数值的故障报告。
日常故障排查遵循 “信号追踪 - 逻辑验证 - 硬件检测” 的流程。当出现机构无动作故障时，首先通过 HMI 查看对应报警代码，若显示 101 轴资源被占用，则需检查程序中是否存在冲突的控制指令；若提示 200 跟随误差超限，应逐步验证位置反馈信号、速度给定曲线及机械传动间隙。定期维护需每月清理诊断缓冲区，每季度进行程序逻辑验证，重点检查安全功能块的联锁关系是否有效，确保在工况变化时程序逻辑仍能可靠执行。对于复杂故障，可利用 PLC 的在线监控功能，实时观察变量状态变化，追踪信号在程序中的流转路径，快速定位逻辑错误或参数设置问题。
通过规范的程序逻辑设计与系统化的故障诊断方法，可显著提升 PLC 控制系统的可靠性。实际应用中需结合起重机的起重量、工作级别等参数，优化程序响应速度与诊断精度，将标准要求转化为具体的编程规范与维护细则，构建覆盖设备全生命周期的电气安全保障体系。
