智能控制技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用研究

黃 輝（湖南省中南橋梁設(shè)備制造有限公司，湖南 懷化 418000）

智能控制技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用研究

黃 輝
（湖南省中南橋梁設(shè)備制造有限公司，湖南 懷化 418000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，逐漸的使起重機(jī)的控制方式得到了改變，把以前傳統(tǒng)的電氣控制方式改變成為了現(xiàn)今的智能控制方式，降低起重機(jī)發(fā)生故障的幾率，使起重機(jī)的工作更加的安全，大大的增加了起重機(jī)的工作效率。本文對(duì)智能控制技術(shù)在起重機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。

智能控制技術(shù)；起重機(jī)；應(yīng)用研究

0　引言

起重機(jī)是指在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械。通常起重機(jī)械由起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，再加上金屬機(jī)構(gòu)，動(dòng)力裝置，操縱控制及必要的輔助裝置組合而成。在使用傳統(tǒng)的起重機(jī)電氣控制技術(shù)時(shí)，往往會(huì)消耗很多能源，機(jī)器容易出問(wèn)題，由于受力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損壞或鋼絲斷裂的問(wèn)題，同時(shí)，需要工作人員的精神高度的集中，否則會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。這就加強(qiáng)了起重機(jī)中智能控制技術(shù)的應(yīng)用。

1　智能控制技術(shù)組成

1.1PLC控制技術(shù)

PLC控制技術(shù)的全稱為可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，主要由電源、中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊構(gòu)成。在PLC的選用上，要根據(jù)不同起重機(jī)不同功能選擇更加適合工作的PLC系統(tǒng)。如果是開(kāi)關(guān)量控制的項(xiàng)目，可以忽略對(duì)速度的控制，選用比較低級(jí)的PLC系統(tǒng)就能完成；如果是以開(kāi)關(guān)量為主，部分模擬量控制為輔的項(xiàng)目時(shí)，就應(yīng)該選用具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、模擬轉(zhuǎn)換器這樣低級(jí)的PLC系統(tǒng)；如果進(jìn)行的是對(duì)控制有嚴(yán)格要求的項(xiàng)目時(shí)，可以根據(jù)其工作內(nèi)容選擇具有矩陣功能、診斷功能等的中高級(jí)PLC系統(tǒng)［1］。

1.2變頻調(diào)速技術(shù)

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系。通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。這種技術(shù)具有效率高、精確度高、調(diào)速范圍寬的特點(diǎn)［2］。

起重機(jī)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主要由起升變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、大車走行變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、小車走行變頻調(diào)速控制系統(tǒng)以及觸摸屏控制系統(tǒng)四部分組成。工作人員根據(jù)工作的需求，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使起重機(jī)能更好的完成工作任務(wù)，保證了起重機(jī)工作時(shí)的安全穩(wěn)定。

1.3傳感技術(shù)及檢測(cè)技術(shù)

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器包括微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類［3］。

在起重機(jī)中使用傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以有效的監(jiān)控起重機(jī)在工作過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)的變化，在發(fā)生不正常的工作時(shí)，能及時(shí)的發(fā)出信號(hào)，傳遞給PLC系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)對(duì)起重機(jī)進(jìn)行控制，這樣能使起重機(jī)的工作過(guò)程更具有安全性，達(dá)到了安全生產(chǎn)的目的。

1.4現(xiàn)場(chǎng)總線控技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是由各種現(xiàn)場(chǎng)儀表通過(guò)互連與控制室內(nèi)人機(jī)界面所組成的系統(tǒng)，具有一全分散、全數(shù)字化、全開(kāi)放和可互操作的特點(diǎn)。也正是由于這些特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有明顯的優(yōu)勢(shì)，諸如很高的精確性、組志簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)安裝方便、易于維護(hù)和擴(kuò)展、可以節(jié)約軟硬件投資等，被稱為第五代控制系統(tǒng)，成為當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

在起重機(jī)中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，是對(duì)變頻器與PLC之間、變頻器與變頻器之間的控制、檢測(cè)、數(shù)據(jù)交換。這樣就加強(qiáng)了對(duì)每個(gè)變頻器的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控力度，為工作人員提供了準(zhǔn)確的狀態(tài)信息，極大的提高了起重機(jī)控制的可靠性，使起重機(jī)在工作中更加的安全。

1.5HMI技術(shù)

HMI也叫人機(jī)界面。人機(jī)界面是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。

在起重機(jī)中使用HMI技術(shù)，可以使PLC、變頻器、傳感器、儀表燈工作設(shè)備有效的連接在一起，通過(guò)對(duì)輸入設(shè)備進(jìn)行命令的編寫(xiě)，顯示設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器控制系統(tǒng)與工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2　起重機(jī)智能控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

起重機(jī)智能控制系統(tǒng)是由PLC、變頻器、傳感器、控制器等多個(gè)環(huán)節(jié)控制的。在起重機(jī)智能控制過(guò)程中，起升機(jī)上安裝的絕對(duì)編碼器能準(zhǔn)確的獲取鋼絲繩的位置，并將這一信號(hào)傳遞給PLC的檢測(cè)模塊，再有PLC內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。如果檢測(cè)到起重機(jī)的鋼絲繩出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，就會(huì)自動(dòng)的使其停止工作。同時(shí)，起重機(jī)制動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)PLC內(nèi)部的數(shù)學(xué)運(yùn)算等方式進(jìn)行處理，將其得到的數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制總線傳遞給工作中的每個(gè)變頻器、制動(dòng)器以及驅(qū)動(dòng)器，來(lái)進(jìn)行對(duì)起重機(jī)的控制。

3　總結(jié)

從上面可以看出，與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)控制技術(shù)相比，智能控制技術(shù)具有更簡(jiǎn)便的操作系統(tǒng)，對(duì)起重機(jī)的監(jiān)控效果做到更好，準(zhǔn)確的使起重器各環(huán)節(jié)正常有序的進(jìn)行，讓整個(gè)起重機(jī)的工作效果更好，起重機(jī)工作質(zhì)量達(dá)到人們滿意的效果。

［1］張建文.基于PLC變頻調(diào)速控制的智能抓斗在門(mén)式起重機(jī)中的應(yīng)用研究［J］.物流工程與管理，2013，01（05）：224.

［2］羅欣，李曉峰.電液比例控制技術(shù)在全液壓鐵路起重機(jī)液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，07（04）：69.

［3］岳進(jìn)，董曉剛，孫海濤，徐敏.SPS16型塔式起重機(jī)防碰撞智能監(jiān)控系統(tǒng)在深圳機(jī)場(chǎng)T3航站樓工程中的應(yīng)用［J］.施工技術(shù)，2012，10（04）：23.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.119