朱洋

摘要：隨著科技水平的逐步提升，人們加大了對(duì)起重機(jī)方面的研究，致使起重機(jī)的性能與質(zhì)量均得到了改善，與此同時(shí)，也對(duì)未來(lái)的研究工作提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，在保證設(shè)備穩(wěn)固、可靠的基礎(chǔ)上，還應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)，改善節(jié)能效果。本文首先介紹起重機(jī)控制標(biāo)準(zhǔn)，然后探討變頻器和PLC的實(shí)際應(yīng)用，最后研究系統(tǒng)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：大型起重機(jī);控制;變頻器;PLC;應(yīng)用

1大型起重機(jī)簡(jiǎn)析

大型起重機(jī)在貨運(yùn)碼頭的應(yīng)用最多，因起重機(jī)工作偏于繁忙，且起重負(fù)擔(dān)重、施工環(huán)境不良，然而，組織生產(chǎn)規(guī)定起重機(jī)的調(diào)速性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性需求應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)條件下，于傳統(tǒng)起重機(jī)引入串電阻調(diào)速的手段相對(duì)簡(jiǎn)單，但也存在一定的缺陷，例如，不能長(zhǎng)時(shí)間在負(fù)荷環(huán)境狀態(tài)下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，調(diào)速范圍過小。目前，社會(huì)的前進(jìn)發(fā)展，使得電力電子技術(shù)高度發(fā)展，變頻調(diào)速于施工環(huán)境得到了高效應(yīng)用，變頻技術(shù)可與傳動(dòng)場(chǎng)合緊密整合。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，減小了噪聲污染，具有優(yōu)良的自控能力，推動(dòng)了技術(shù)應(yīng)用。調(diào)整優(yōu)化啟動(dòng)機(jī)以后，于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)融入變頻技術(shù)，經(jīng)由適宜的改造，在日常維護(hù)中更加穩(wěn)定，增加了系統(tǒng)的有效性，效果非常明顯。

2變頻器以及PLC控制技術(shù)

最近幾年，變頻器是一種新型調(diào)速控制元件，并且此種技術(shù)不斷被使用在工業(yè)控制領(lǐng)域之中，在機(jī)床、電梯等設(shè)備上應(yīng)用取得了良好效果。不過因?yàn)榇朔N設(shè)備價(jià)格比較昂貴，在起重機(jī)中應(yīng)用情況比較少見。因?yàn)槠鹬貦C(jī)機(jī)械的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了更多大型化和智能化的機(jī)器，加上現(xiàn)在變頻器技術(shù)的日漸成熟，變頻器和PLC結(jié)合是現(xiàn)在起重機(jī)中使用比較常見的一種控制技術(shù)。

變頻器是使用在變頻技術(shù)和微電子技術(shù)上的一種技術(shù)，借助改變電機(jī)工作內(nèi)電源的頻率完成工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的合理控制。變頻器一般是交流變直流、逆變器、制動(dòng)單元等形成，變頻器主要是借助內(nèi)部IGBT快速通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的電壓和品類的合理控制，依據(jù)電機(jī)的工作情況為其提供充足的電源電壓，從而可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)速工作基本目標(biāo)。

PLC是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)單稱呼，自身存在可靠性、抵抗各種感染能力，功能性比較強(qiáng)，具有一定拓展性能，整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間斷，維修和修護(hù)起來(lái)比較方便，容易改造，體積不打，重量非常輕便，消耗能量比較低等一些列特征，在性能上相對(duì)于計(jì)電接觸器控制性能更好。從整個(gè)系統(tǒng)性能價(jià)格上分析，PLC控制相對(duì)于繼電器存在的優(yōu)勢(shì)更多，使用其中更加方便。

3變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用

3.1變頻器在起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)中的使用

變頻器在大型起重機(jī)中使用能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，進(jìn)而可以降低沖擊載荷，使用常見轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速形式，變頻器可以直接改變電源的頻率，進(jìn)而可以改變整體轉(zhuǎn)速，避免電量浪費(fèi)，使得整個(gè)機(jī)器可以平穩(wěn)工作。并且起升機(jī)構(gòu)屬位是負(fù)載機(jī)構(gòu)，對(duì)于起動(dòng)和制動(dòng)控制需求比較高，并且需要對(duì)位置進(jìn)行合理控制，研究的主要內(nèi)容和對(duì)象就是起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)，主起升機(jī)構(gòu)應(yīng)用一臺(tái)變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且需要在整個(gè)過程中不斷強(qiáng)化控制精度，使用旋轉(zhuǎn)編碼器都對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理建設(shè)，進(jìn)而可以滿足整個(gè)起升體系信息數(shù)據(jù)足夠準(zhǔn)確，副起升機(jī)器重點(diǎn)受到以往繼電器的科學(xué)控制影響。起升機(jī)器體系實(shí)際工作過程中總是圍繞額外電流加以參考，且變頻器存在的額定電流應(yīng)該大于等于電動(dòng)機(jī)預(yù)設(shè)的額定電流，在計(jì)算之后可以得出，變頻器額定電流應(yīng)該在滿足額定電流標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)基礎(chǔ)上開展工作。起升機(jī)構(gòu)控制形式為PG矢量控制形式，整個(gè)體系中的編碼器信號(hào)信息會(huì)穩(wěn)定的傳遞在PLC系統(tǒng)之中，借助程序?qū)ζ鹕龣C(jī)構(gòu)的升降系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，自身存在比較高的穩(wěn)定性，能夠快速對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行響應(yīng)。

3.2運(yùn)行整個(gè)體系中變頻器的使用思路

通常而言，大車發(fā)動(dòng)機(jī)制一般包含了電動(dòng)機(jī)和變頻器兩個(gè)部件，具體來(lái)講是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)器與一臺(tái)變頻器，由于實(shí)際運(yùn)行體系并不嚴(yán)格的要求整個(gè)體系，且實(shí)際工作效果比較單一化，因此調(diào)速運(yùn)行單位在工作過程中應(yīng)該使用相同類型的變頻器加以工作。此變頻器在實(shí)際工作中的容量一定要大于等于兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的容量矢量和，控制模式一般是V/F，不能夠采用矢量控制形式。運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)間一定要滿足實(shí)際情況，對(duì)不同狀態(tài)要選擇自由制動(dòng)和強(qiáng)制制動(dòng)形式控制。最后對(duì)于體系的停止運(yùn)行，可以按照停止模式加以設(shè)計(jì)，停止具體時(shí)間能夠結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)化設(shè)置，保證期可以使用體系的操作需求，促使起升體系在具體工作中可以存在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以依據(jù)設(shè)置機(jī)械運(yùn)行的時(shí)間和電流的關(guān)聯(lián)，對(duì)變頻器進(jìn)行使用方案的設(shè)置。

3.3 PLC在大型起重機(jī)中使用

控制系統(tǒng)為PLC、主令開關(guān)、指示燈和顯示裝置等形成，在PLC系統(tǒng)中，能夠直接將安全部件之中的得到的檢測(cè)信號(hào)全部保存在PIC輸入系統(tǒng)之中，比如：大車限位開關(guān)、起重限制器信號(hào)等，起重機(jī)在啟動(dòng)期間，一般是變頻器以及PLC輸出端共同控制和管理的。結(jié)合啟動(dòng)具體情況做出具體分析，將工作急需的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)進(jìn)行確定，進(jìn)而通過一定程度再對(duì)開關(guān)進(jìn)行合理控制，最終可以模擬輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，并且，此系統(tǒng)需要八路模擬量進(jìn)行信號(hào)輸送，四路為輸出信號(hào)，是變頻器控制信號(hào)，并且需要數(shù)字輸入和輸出，因此CUP要選擇CUP226模塊，數(shù)字輸入一般使用EM223。

4實(shí)際應(yīng)用效果

4.1在環(huán)境層面產(chǎn)生的效果

以往的起重機(jī)系統(tǒng)一般會(huì)消耗較多的能源，外加轉(zhuǎn)子回路和通過電阻完成串接則會(huì)引發(fā)較大的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，應(yīng)用變頻器和PLC便可規(guī)避上述問題。

4.2在經(jīng)濟(jì)層面產(chǎn)生的效果

應(yīng)用變頻器和PLC，則會(huì)大大縮減設(shè)備維修成本，增加系統(tǒng)使用壽命，尤其是接觸器，在原有的系統(tǒng)內(nèi)，由于頻繁接觸，則會(huì)引發(fā)觸頭燒傷問題，以此來(lái)增加設(shè)備應(yīng)用成本。然而，變頻器和PLC的實(shí)際應(yīng)用，促使這一問題得到全面解決，并創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，返回電網(wǎng)的能量還不具有機(jī)械能，保障了電網(wǎng)功率，無(wú)需提供變壓器和供電線路相關(guān)投資。

5結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，工業(yè)自動(dòng)化水平不斷提高，變頻器和PLC自身的功能及性能逐步優(yōu)化，變頻器和PLC在大規(guī)模起重機(jī)控制層面的應(yīng)用改善了控制系統(tǒng)，使得調(diào)速質(zhì)量有所提高，在其運(yùn)行以后，系統(tǒng)調(diào)速逐漸趨于平穩(wěn)，有效減小了設(shè)備故障率，十分可靠，同時(shí)，交流變頻技術(shù)還讓擴(kuò)大了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)際范圍，在轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)，全面提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏焱焱.變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（16）：97-98.

[2]吳亢.淺談PLC控制系統(tǒng)和變頻器在大型起重機(jī)中的技術(shù)應(yīng)用[J].化工管理，2016（12）：124.

（作者單位：營(yíng)口港務(wù)集團(tuán)有限公司機(jī)械分公司）