王磊（中國船級社質(zhì)量認(rèn)證公司，北京 100006）

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解析變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用

王磊
（中國船級社質(zhì)量認(rèn)證公司，北京 100006）

【摘要】現(xiàn)如今，能源逐漸減少，社會各界人士越來越關(guān)注節(jié)能，由于大型起重機(jī)十分耗能，也就成為了節(jié)能降耗的主要對象。本文主要探究了分析大型起重機(jī)，變頻器以及PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用，應(yīng)用變頻器以及PLC控制大型起重機(jī)的方式與變頻器以及 PLC 在大型起重機(jī)控制中應(yīng)用所獲得的效果。

【關(guān)鍵詞】解析變頻器 PLC 大型起重機(jī)

在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，起重機(jī)械是十分重要的物料搬運的設(shè)備，現(xiàn)如今，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分迅速，國內(nèi)對于起重機(jī)的需求也在逐漸增加。由于在工作中，起重機(jī)要經(jīng)常制動以及啟動，對于電網(wǎng)的沖擊十分大，就造成了十分嚴(yán)重的浪費，由于起重機(jī)能夠使物料的水平移動并垂直升降或者垂直升降得以實現(xiàn)，在下降的過程中起重機(jī)是電能與勢能互相轉(zhuǎn)換的過程，所以，能夠?qū)菽苻D(zhuǎn)換的電能進(jìn)行回收，并且根據(jù)起重機(jī)饋電的裝置回送到供電網(wǎng)絡(luò)，或者讓其他設(shè)備使用，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)約能源，基于此，目前，國內(nèi)外對于起重機(jī)節(jié)能的技術(shù)進(jìn)行了研究，特別是大型起重機(jī)節(jié)能的技術(shù)。

1 分析大型起重機(jī)

貨運碼頭是大型起重機(jī)主要被應(yīng)用的地方。由于起重機(jī)的工作十分繁忙，起重的負(fù)荷也很大，而且施工的環(huán)境較差，但是組織生產(chǎn)要求起重機(jī)的調(diào)速性能、系統(tǒng)穩(wěn)定性的需求以及精準(zhǔn)的定位。一般情況下，在傳統(tǒng)起動機(jī)中應(yīng)用串電阻調(diào)速的方法較為簡單，而且也有明顯的缺陷存在，比如說，無法長期在負(fù)荷環(huán)境下，起動轉(zhuǎn)矩較小，較小的調(diào)速范圍等缺陷。現(xiàn)如今，社會不斷進(jìn)步，電力電子技術(shù)迅速發(fā)展，在施工環(huán)境中變頻調(diào)速的技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，變頻技術(shù)能夠與傳動場合相結(jié)合。隨著這種技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，降低了噪聲的污染，節(jié)約了資源，有強(qiáng)大的對量小一級進(jìn)行維護(hù)的自控能力，從而促進(jìn)了短時間內(nèi)技術(shù)被廣泛使用。調(diào)整啟動機(jī)以后，在電氣傳動的系統(tǒng)中加入變頻技術(shù)，經(jīng)過良好的改造，在維護(hù)方面更加可靠，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，效果顯著。［1］

2 變頻器以及PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用

一般情況下，通用變頻器多采用電壓以及頻率的協(xié)調(diào)控制，但是在大型起重機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的話，電機(jī)速度如果降低，電機(jī)的電壓降反而會增加，這就造成了勵磁不足，電機(jī)就不能有足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了使這個不足得到補償，起重機(jī)專用的變頻器就要通過使電壓提升來對電機(jī)速度降低進(jìn)行補償，從而引起電壓低。此外，起重機(jī)專用的電頻器還要具備能夠工作在惡劣環(huán)境中、抱閘控制的時間要精準(zhǔn)以及過載能力要強(qiáng)大的特征。在大型起重機(jī)的控制中變頻器以及PLC不僅有調(diào)速控制十分精確以及制動與啟動平穩(wěn)的作用，還有高效節(jié)能的特點，這在環(huán)境惡化嚴(yán)重、能源日漸枯竭的如今，具有十分重要的意義，應(yīng)用變頻器在起重機(jī)進(jìn)行節(jié)能主要體現(xiàn)在，第一，改變了調(diào)速的方式，與常見的使用轉(zhuǎn)子串電阻進(jìn)行調(diào)速相比，變頻器可以直接改變電源頻率，從而使轉(zhuǎn)速得以改變，就不需要在外接電阻上浪費電能，提升了電能的利用率。第二，降低了結(jié)構(gòu)的自重，應(yīng)用電頻器進(jìn)行驅(qū)動的電機(jī)，它的起動加速十分平穩(wěn)，可以使起重機(jī)對所有機(jī)構(gòu)工作過程的沖擊降低，對于優(yōu)化設(shè)計起重機(jī)的結(jié)構(gòu)十分有幫助，降低了結(jié)構(gòu)的自重。第三，能量得以回饋，電動機(jī)在重物下降或者運行減速制動的時候可能是在發(fā)電的狀態(tài)，這個時候，電頻器就能夠通過外接電量的回饋裝置或者自身將電能反饋到電網(wǎng)中。［2］

3 應(yīng)用變頻器以及PLC控制大型起重機(jī)的方式

依據(jù)大型起重機(jī)的工作要求，想要使起重機(jī)得以控制，PLC就要接受操作信號，并且綜合處理以及使變頻器的輸出得以控制，驅(qū)動電動機(jī)的動作。故障處理、達(dá)速控制、運行應(yīng)答、正反轉(zhuǎn)信號、制動信號以及速度信號是控制起重機(jī)與變頻器間的聯(lián)絡(luò)。大型起重機(jī)的變頻調(diào)速控制的系統(tǒng)要使主機(jī)構(gòu)與副機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降速度的調(diào)節(jié)，運行速度以及運行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)與保護(hù)主副機(jī)構(gòu)的大小車電機(jī)和主副機(jī)構(gòu)的小車限位、大車限位、下降限位、上升限位等保護(hù)功能等等。起升機(jī)構(gòu)是負(fù)載機(jī)構(gòu)，不但對精準(zhǔn)的控制制動以及高的轉(zhuǎn)速有要求，還嚴(yán)格要求轉(zhuǎn)矩的控制。兩臺電機(jī)主起升以及負(fù)起升各要應(yīng)用一個變頻器，將額定的電流當(dāng)作基準(zhǔn)選擇變頻器，一般情況下要以變頻器、負(fù)載率以及額定電流的效率當(dāng)作依據(jù)。應(yīng)用矢量的控制方法作為控制方式。PLC所接受的電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器要經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡所送到的反饋信息，防止吊鉤下滑。運行機(jī)構(gòu)的兩臺電機(jī)中要使用一個變頻器，由于運行機(jī)構(gòu)工作頻率比較少，為了使成本得到節(jié)約，在運行機(jī)構(gòu)調(diào)速中使用一臺變頻器。要依據(jù)電動機(jī)額定的功率來選擇變頻器，一般情況下，要選擇比額定功率還要大一級的變頻器。［3］

4 變頻器以及PLC在大型起重機(jī)控制中應(yīng)用所獲得的效果

4.1 給環(huán)境帶來的良好效果

傳統(tǒng)起重機(jī)系統(tǒng)的能源消耗十分巨大，然后加上轉(zhuǎn)子回路以及使用電阻進(jìn)行串接的方法，就會導(dǎo)致能源的浪費十分嚴(yán)重，應(yīng)用變頻器以及PCL，就可以使這個問題得以有效避免。

4.2 給經(jīng)濟(jì)帶來的良好效果

應(yīng)用變頻器以及PCL，就會使設(shè)備維修成本得到有效的降低，延長系統(tǒng)中所有設(shè)備的使用壽命，特別是接觸器的壽命，在以前的系統(tǒng)中，因為頻繁的進(jìn)行接觸，造成觸頭比較容易燒傷，從而提升了設(shè)備利用的成本。但是應(yīng)用了變頻器以及PCL，使這個問題得到了有效的解決，還帶來了經(jīng)濟(jì)效益。而且，回饋到電網(wǎng)中的能量不會再有機(jī)械能，從而保證了正常的電網(wǎng)功率，這樣對于變壓器以及供電線路方面的投資就不再需要了。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今，工業(yè)自動化的水平逐漸提升，變頻器以及PLC自身的功能與性能不斷的完善，變頻器以及PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用使控制系統(tǒng)得到了簡化，讓調(diào)速質(zhì)量得到了提升，運行以來其系統(tǒng)調(diào)速十分平穩(wěn)，大大降低了設(shè)備的故障率，可靠安全，而且交流變頻的技術(shù)使電動機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍得到的擴(kuò)展，在轉(zhuǎn)動過程中，明顯提升了生產(chǎn)的效率。

參考文獻(xiàn)：

［1］黃秀娥，張偉.第一屆新時達(dá)密煉機(jī)專用高壓變頻器應(yīng)用及技術(shù)研討會在上海召開［J］.橡塑機(jī)械時代，2013，（10）.

［2］楊莉莉，李欣梅.核電變頻器一拖二運行方式遇到的問題及解決方案［J］.紅河水，2013，（5）.

［3］張慧.基于工作過程“PLC與變頻器技術(shù)應(yīng)用”課程的改革與實踐［J］.牡丹江大學(xué)學(xué)報，2013，（9）.