機械起重機的PLC優(yōu)化控制方法分析

夏杰

摘 要：原有機械起重機的路程、載荷量、工作方向以及起止地點都對能耗產(chǎn)生影響，一般情況下，其邏輯控制工作通過繼電器系統(tǒng)進行，不能有效實現(xiàn)安全性和能源節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)。所以，運用PLC優(yōu)化機械起重機控制，利用估算與邏輯模糊檢測機械起重機工作狀態(tài)且對系統(tǒng)實行拖動，以模擬控制系統(tǒng)降低能耗。通過試驗可知，PLC優(yōu)化控制方法減少了機械起重機的能耗，提升了起重機的實用性。

關(guān)鍵詞：機械起重機；PLC；降低耗能

中圖分類號：TH122 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）09-0103-01

起重機屬于一類大型機械設(shè)備，已經(jīng)在人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中普遍運用，且投入數(shù)目持續(xù)提升?？捎捎跈C械起重機控制的規(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，以擴展端口模式構(gòu)建節(jié)能模塊系統(tǒng)，實時監(jiān)測其控制系統(tǒng)，基于監(jiān)測信息實行節(jié)能評測，利用信息評測實現(xiàn)PLC控制起重機的節(jié)能環(huán)節(jié)。

1 分析機械起重機的控制系統(tǒng)

工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)始終是限制我國工業(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，該研究優(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運用一種能夠進行編程的儲存系統(tǒng)，用來存儲內(nèi)部程序系統(tǒng)，進行工業(yè)生產(chǎn)階段，對于調(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的計算機硬件中，除去重要的控制器件（比如，微控制單元，數(shù)字信號處理，嵌入式微處理器以及系統(tǒng)級芯片）之外，也包含了用來針對儲存、通訊、調(diào)節(jié)以及顯示方面進行控制的輔助計算機硬件，此類計算機硬件為PLC的外圍設(shè)備。

1.1.2 PLC的操作系統(tǒng)

為了推動PLC系統(tǒng)的飛速進步，需研發(fā)出專門的軟件系統(tǒng)，針對分配儲存器、中斷處置以及調(diào)度方面的工作進行管理與操作，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，以實現(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 機械起重機控制方法

機械起重機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)前時期，機械起重機控制運用控制器和專門的控制器分離模式。機械起重機的運行原理為：在控制器的電能方面，利用控制器的變頻功能或者對驅(qū)動系統(tǒng)實行電力供應(yīng)，通過驅(qū)動設(shè)備推動曳引設(shè)備，之后運用曳引設(shè)備上安裝的鋼絲使井內(nèi)轎廂上下運動。

1.3 操作機械起重機的步驟

操作機械起重機的過程中，能夠利用智能化控制系統(tǒng)以控制機械起重機的升降、呼喚以及高度，進而保證機械起重機的安全。而起重機的重量承載智能化控制系統(tǒng)是從傳感器上接受載重數(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，以計算判斷起重機超重與否。

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

①針對PLC系統(tǒng)的要求進行研究：明確系統(tǒng)設(shè)計目的和對象，并設(shè)計出規(guī)格要求，了解程序設(shè)計結(jié)束之后的驗收指標(biāo)；②針對體系構(gòu)造進行設(shè)計工作：系統(tǒng)設(shè)計需滿足功能性與非功能性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，包含對于軟硬件和系統(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)計工作：根據(jù)體系構(gòu)造針對系統(tǒng)軟硬件實行具體的設(shè)計規(guī)劃工作；④進行系統(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)計階段存在的問題；⑤測試工作：針對程序?qū)嵭袦y試，并檢測其是否符合功能標(biāo)準(zhǔn)需求。

2 機械起重機PLC優(yōu)化控制方法的設(shè)計

2.1 智能節(jié)能技術(shù)的實現(xiàn)

由于機械起重機被更多的采用，因此，起重機內(nèi)部構(gòu)造越來越繁雜。原有的起重機控制方法不但出現(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。運用PLC優(yōu)化控制方法能夠切實消除原有起重機系統(tǒng)操作方面的問題，確保機械起重機工作的安全性和可靠性?？删幊踢壿嬁刂破髌鹬貦C控制方式，如圖1所示。

2.2 機械起重機PLC節(jié)能控制

在機械起重機控制中采用PLC程序控制，可以通過程序?qū)崿F(xiàn)對能耗系統(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，編程裝置是整個操作系統(tǒng)的核心，CPU起到存儲與處理兩種功能，主要完成對輸入信號的采集與處理，并執(zhí)行輸出信號指令，實現(xiàn)對起重機運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制。起重機的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程度控制變頻器運轉(zhuǎn)，間接實現(xiàn)對起重機的控制。對于節(jié)能省電方面，起重機PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：

①調(diào)速更合理。傳統(tǒng)起重機控制是以轉(zhuǎn)子串電阻方式調(diào)節(jié)，這種方式需要對調(diào)速電阻實行電流控制，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，實現(xiàn)對起重機的調(diào)速，方便快捷的同時，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，實現(xiàn)控制平穩(wěn)性。這在很大程度上降低了起重機運行中構(gòu)件間的相互沖擊，降低了自重要求，起重機自重降低后，整體動力系統(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，通過信號采集與輸出，可以有效監(jiān)控起重機動力系統(tǒng)能耗情況，依照反饋情況，對起重機能耗進行嚴格控制，從很大程度上降低能耗，提升起重機運行的整體能源利用率。

3 能效測試

PLC優(yōu)化后，在負載條件相同情況下，將多種實驗樣品進行能效對比實驗得出產(chǎn)品節(jié)能等級，以便于能效評價數(shù)據(jù)充分。通過效能測試得出，橋式起重機經(jīng)過PLC變頻調(diào)速運行模式優(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，進而輸出轉(zhuǎn)矩相應(yīng)改變，簡言之即電動機容量被改變，負載情況變動帶動電動機容量變動，功率因數(shù)與效率得以提升，達到節(jié)能的目的。

4 結(jié) 語

找到機械起重機的PLC優(yōu)化控制模式，通過評估與模糊邏輯驗證機械起重機工作狀況且對系統(tǒng)進行拖拽，以模擬控制設(shè)備降低電梯能耗。試驗可知，可編程邏輯控制器控制起重機減少了其能耗，提升了實用性?？稍谠囼炿A段，有關(guān)方式依然存在有一些不足，且用時較多，此類不足需深入分析。

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