夏杰

摘 要：原有機(jī)械起重機(jī)的路程、載荷量、工作方向以及起止地點(diǎn)都對(duì)能耗產(chǎn)生影響，一般情況下，其邏輯控制工作通過繼電器系統(tǒng)進(jìn)行，不能有效實(shí)現(xiàn)安全性和能源節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)。所以，運(yùn)用PLC優(yōu)化機(jī)械起重機(jī)控制，利用估算與邏輯模糊檢測(cè)機(jī)械起重機(jī)工作狀態(tài)且對(duì)系統(tǒng)實(shí)行拖動(dòng)，以模擬控制系統(tǒng)降低能耗。通過試驗(yàn)可知，PLC優(yōu)化控制方法減少了機(jī)械起重機(jī)的能耗，提升了起重機(jī)的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：機(jī)械起重機(jī)；PLC；降低耗能

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）09-0103-01

起重機(jī)屬于一類大型機(jī)械設(shè)備，已經(jīng)在人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中普遍運(yùn)用，且投入數(shù)目持續(xù)提升?？捎捎跈C(jī)械起重機(jī)控制的規(guī)劃更加繁雜，造成故障出現(xiàn)的概率提高。通過PLC優(yōu)化控制起重機(jī)，以擴(kuò)展端口模式構(gòu)建節(jié)能模塊系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其控制系統(tǒng)，基于監(jiān)測(cè)信息實(shí)行節(jié)能評(píng)測(cè)，利用信息評(píng)測(cè)實(shí)現(xiàn)PLC控制起重機(jī)的節(jié)能環(huán)節(jié)。

1 分析機(jī)械起重機(jī)的控制系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)始終是限制我國(guó)工業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)甚至設(shè)備革新的主要因素。工業(yè)控制系統(tǒng)的研發(fā)與運(yùn)用引發(fā)了新的工業(yè)革命，提升了生產(chǎn)速率與生產(chǎn)成效三倍以上。由此可見，工業(yè)控制系統(tǒng)的地位格外重要，該研究?jī)?yōu)先提出工業(yè)加工階段控制的整體模型，獲得加工階段調(diào)整的根本結(jié)構(gòu)，PLC運(yùn)用一種能夠進(jìn)行編程的儲(chǔ)存系統(tǒng)，用來存儲(chǔ)內(nèi)部程序系統(tǒng)，進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)階段，對(duì)于調(diào)整控制方面具備優(yōu)良的適應(yīng)功能。選取PLC設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)階段的控制方式，以下為可編程邏輯控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。

1.1 PLC智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1.1 PLC的外圍設(shè)備

在PLC的計(jì)算機(jī)硬件中，除去重要的控制器件（比如，微控制單元，數(shù)字信號(hào)處理，嵌入式微處理器以及系統(tǒng)級(jí)芯片）之外，也包含了用來針對(duì)儲(chǔ)存、通訊、調(diào)節(jié)以及顯示方面進(jìn)行控制的輔助計(jì)算機(jī)硬件，此類計(jì)算機(jī)硬件為PLC的外圍設(shè)備。

1.1.2 PLC的操作系統(tǒng)

為了推動(dòng)PLC系統(tǒng)的飛速進(jìn)步，需研發(fā)出專門的軟件系統(tǒng)，針對(duì)分配儲(chǔ)存器、中斷處置以及調(diào)度方面的工作進(jìn)行管理與操作，此類專門的軟件系統(tǒng)就是可編程邏輯控制器的操作系統(tǒng)。

1.1.3 PLC的應(yīng)用軟件

PLC的應(yīng)用軟件主要對(duì)于范圍內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)專門不變的系統(tǒng)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)客戶需要的PLC系統(tǒng)應(yīng)用軟件，因客戶或許有一些高速性與準(zhǔn)確性方面的要求，所以，部分PLC軟件程序要與PLC操作程序彼此支持。

1.2 機(jī)械起重機(jī)控制方法

機(jī)械起重機(jī)PLC控制方法的體系構(gòu)造和非智能化的控制方式存在較大的差別，當(dāng)前時(shí)期，機(jī)械起重機(jī)控制運(yùn)用控制器和專門的控制器分離模式。機(jī)械起重機(jī)的運(yùn)行原理為：在控制器的電能方面，利用控制器的變頻功能或者對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)行電力供應(yīng)，通過驅(qū)動(dòng)設(shè)備推動(dòng)曳引設(shè)備，之后運(yùn)用曳引設(shè)備上安裝的鋼絲使井內(nèi)轎廂上下運(yùn)動(dòng)。

1.3 操作機(jī)械起重機(jī)的步驟

操作機(jī)械起重機(jī)的過程中，能夠利用智能化控制系統(tǒng)以控制機(jī)械起重機(jī)的升降、呼喚以及高度，進(jìn)而保證機(jī)械起重機(jī)的安全。而起重機(jī)的重量承載智能化控制系統(tǒng)是從傳感器上接受載重?cái)?shù)據(jù)，利用其中載重系統(tǒng)設(shè)置算法，明確最大承受限度，了解承載量的允許范圍，以計(jì)算判斷起重機(jī)超重與否。

1.4 可編程邏輯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

①針對(duì)PLC系統(tǒng)的要求進(jìn)行研究：明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的和對(duì)象，并設(shè)計(jì)出規(guī)格要求，了解程序設(shè)計(jì)結(jié)束之后的驗(yàn)收指標(biāo)；②針對(duì)體系構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)工作：系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足功能性與非功能性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，包含對(duì)于軟硬件和系統(tǒng)的軟硬件類型的選擇方面；③軟硬件的協(xié)調(diào)同步設(shè)計(jì)工作：根據(jù)體系構(gòu)造針對(duì)系統(tǒng)軟硬件實(shí)行具體的設(shè)計(jì)規(guī)劃工作；④進(jìn)行系統(tǒng)集成（SI）：將系統(tǒng)的軟硬件與執(zhí)行設(shè)備整合為同一研發(fā)程序，找到且完善設(shè)計(jì)階段存在的問題；⑤測(cè)試工作：針對(duì)程序?qū)嵭袦y(cè)試，并檢測(cè)其是否符合功能標(biāo)準(zhǔn)需求。

2 機(jī)械起重機(jī)PLC優(yōu)化控制方法的設(shè)計(jì)

2.1 智能節(jié)能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

由于機(jī)械起重機(jī)被更多的采用，因此，起重機(jī)內(nèi)部構(gòu)造越來越繁雜。原有的起重機(jī)控制方法不但出現(xiàn)故障的概率更大，而修復(fù)更加困難，能量消耗也持續(xù)提升。運(yùn)用PLC優(yōu)化控制方法能夠切實(shí)消除原有起重機(jī)系統(tǒng)操作方面的問題，確保機(jī)械起重機(jī)工作的安全性和可靠性?？删幊踢壿嬁刂破髌鹬貦C(jī)控制方式，如圖1所示。

2.2 機(jī)械起重機(jī)PLC節(jié)能控制

在機(jī)械起重機(jī)控制中采用PLC程序控制，可以通過程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)能耗系統(tǒng)的控制。PLC程序控制主要由編輯模塊、輸入輸出模塊、CPU組成，編程裝置是整個(gè)操作系統(tǒng)的核心，CPU起到存儲(chǔ)與處理兩種功能，主要完成對(duì)輸入信號(hào)的采集與處理，并執(zhí)行輸出信號(hào)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制。起重機(jī)的PLC控制系統(tǒng)中，還包括變頻器這一重要的組成部分，通過PLC程度控制變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)的控制。對(duì)于節(jié)能省電方面，起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

①調(diào)速更合理。傳統(tǒng)起重機(jī)控制是以轉(zhuǎn)子串電阻方式調(diào)節(jié)，這種方式需要對(duì)調(diào)速電阻實(shí)行電流控制，導(dǎo)致無形中增加電能的消耗。而PLC控制系統(tǒng)通過指令控制變頻器，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)的調(diào)速，方便快捷的同時(shí)，也能降低調(diào)速過程中的能耗。②降低自重要求。PLC控制系統(tǒng)通過控制變頻器，實(shí)現(xiàn)控制平穩(wěn)性。這在很大程度上降低了起重機(jī)運(yùn)行中構(gòu)件間的相互沖擊，降低了自重要求，起重機(jī)自重降低后，整體動(dòng)力系統(tǒng)能耗將一同降低。③能耗反饋。PLC控制系統(tǒng)能夠直接與能耗系統(tǒng)相接駁，通過信號(hào)采集與輸出，可以有效監(jiān)控起重機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)能耗情況，依照反饋情況，對(duì)起重機(jī)能耗進(jìn)行嚴(yán)格控制，從很大程度上降低能耗，提升起重機(jī)運(yùn)行的整體能源利用率。

3 能效測(cè)試

PLC優(yōu)化后，在負(fù)載條件相同情況下，將多種實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行能效對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出產(chǎn)品節(jié)能等級(jí)，以便于能效評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)充分。通過效能測(cè)試得出，橋式起重機(jī)經(jīng)過PLC變頻調(diào)速運(yùn)行模式優(yōu)化后，其效能比顯著提高，分析其原因主要是因歸于定子電源頻率因變頻調(diào)速而發(fā)生改變，使得同步轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，進(jìn)而輸出轉(zhuǎn)矩相應(yīng)改變，簡(jiǎn)言之即電動(dòng)機(jī)容量被改變，負(fù)載情況變動(dòng)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量變動(dòng)，功率因數(shù)與效率得以提升，達(dá)到節(jié)能的目的。

4 結(jié) 語

找到機(jī)械起重機(jī)的PLC優(yōu)化控制模式，通過評(píng)估與模糊邏輯驗(yàn)證機(jī)械起重機(jī)工作狀況且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行拖拽，以模擬控制設(shè)備降低電梯能耗。試驗(yàn)可知，可編程邏輯控制器控制起重機(jī)減少了其能耗，提升了實(shí)用性。可在試驗(yàn)階段，有關(guān)方式依然存在有一些不足，且用時(shí)較多，此類不足需深入分析。

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