大型起重機(jī)控制如何應(yīng)用變頻器和PLC

楊鑫

（哈爾濱重型機(jī)器有限責(zé)任公司）

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)建筑行業(yè)逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱。資源和能源的大量使用在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也造成嚴(yán)重的污染和自然的浪費(fèi)。隨著能源的日漸緊張，節(jié)能減排逐漸成為我國(guó)現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的重要目標(biāo)。大型起重機(jī)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的使用機(jī)械，但是由于他對(duì)能源的消耗巨大，因此，也成為現(xiàn)階段我國(guó)節(jié)能減排的重要目標(biāo)。利用PLC變頻調(diào)速控制減少大型起重機(jī)能源的浪費(fèi)，大大的降低電量的消耗，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康發(fā)展。本文就大型起重機(jī)控制如何應(yīng)用變頻器和PLC進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，并提出一些建議。

關(guān)鍵詞：變頻器；PLC；起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；運(yùn)行機(jī)構(gòu)；應(yīng)用

就目前而言，起重機(jī)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中必不可少的運(yùn)輸設(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起重機(jī)的使用也逐漸的頻繁，但是由于大型起重機(jī)的使用需要大量的電力供應(yīng)，并且在使用的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致電力的嚴(yán)重浪費(fèi)。大型起重機(jī)在使用的過(guò)程中，主要是上下或者垂直的勢(shì)能的轉(zhuǎn)變，因此，現(xiàn)階段，應(yīng)該減少起重機(jī)對(duì)電量的浪費(fèi)加快勢(shì)能轉(zhuǎn)變成電能，這樣不僅提高了起重機(jī)的使用效率還能，進(jìn)一步節(jié)約資源和能源。除此之外，還能，轉(zhuǎn)變我國(guó)的大型起重機(jī)的使用效率。因此，現(xiàn)階段加大技術(shù)和資金的投入，進(jìn)一步提高大型起重機(jī)的質(zhì)量和水平。是我國(guó)現(xiàn)階段主要面臨的發(fā)展方向。下面筆者對(duì)其進(jìn)行淺析，希望對(duì)大型起重機(jī)的使用提供有效的幫助。

1 分析大型起重機(jī)

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過(guò)程中，起重機(jī)械是十分重要的物料搬運(yùn)的設(shè)備，現(xiàn)如今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分迅速，國(guó)內(nèi)對(duì)于起重機(jī)的需求也在逐漸增加。貨運(yùn)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(dòng)機(jī)中應(yīng)用串電阻調(diào)速的方法較為簡(jiǎn)單，而且也有明顯的缺陷存在，比如說(shuō)，無(wú)法長(zhǎng)期在負(fù)荷環(huán)境下，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，較小的調(diào)速范圍等缺陷?，F(xiàn)如今，社會(huì)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(dòng)場(chǎng)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(duì)量小一級(jí)進(jìn)行維護(hù)的自控能力，從而促進(jìn)了短時(shí)間內(nèi)技術(shù)被廣泛使用。調(diào)整啟動(dòng)機(jī)以后，在電氣傳動(dòng)的系統(tǒng)中加入變頻技術(shù)，經(jīng)過(guò)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。

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(huì)增加，這就造成了勵(lì)磁不足，電機(jī)就不能有足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了使這個(gè)不足得到補(bǔ)償，起重機(jī)專用的變頻器就要通過(guò)使電壓提升來(lái)對(duì)電機(jī)速度降低進(jìn)行補(bǔ)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(shí)間要精準(zhǔn)以及過(guò)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(dòng)與啟動(dòng)平穩(wěn)的作用，還有高效節(jié)能的特點(diǎn)，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(fèi)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(dòng)的電機(jī)，它的起動(dòng)加速十分平穩(wěn)，可以使起重機(jī)對(duì)所有機(jī)構(gòu)工作過(guò)程的沖擊降低，對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)在重物下降或者運(yùn)行減速制動(dòng)的時(shí)候可能是在發(fā)電的狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候，電頻器就能夠通過(guò)外接電量的回饋裝置或者自身將電能反饋到電網(wǎng)中。

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(hào)，并且綜合處理以及使變頻器的輸出得以控制，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作。故障處理、達(dá)速控制、運(yùn)行應(yīng)答、正反轉(zhuǎn)信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)以及速度信號(hào)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(yùn)行速度以及運(yùn)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(duì)精準(zhǔn)的控制制動(dòng)以及高的轉(zhuǎn)速有要求，還嚴(yán)格要求轉(zhuǎn)矩的控制。兩臺(tái)電機(jī)主起升以及負(fù)起升各要應(yīng)用一個(gè)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(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換卡所送到的反饋信息，防止吊鉤下滑。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的兩臺(tái)電機(jī)中要使用一個(gè)變頻器，由于運(yùn)行機(jī)構(gòu)工作頻率比較少，為了使成本得到節(jié)約，在運(yùn)行機(jī)構(gòu)調(diào)速中使用一臺(tái)變頻器。要依據(jù)電動(dòng)機(jī)額定的功率來(lái)選擇變頻器，一般情況下，要選擇比額定功率還要大一級(jí)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(lái)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(huì)導(dǎo)致能源的浪費(fèi)十分嚴(yán)重，應(yīng)用變頻器以及PCL，就可以使這個(gè)問題得以有效避免。

4.2 給經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的良好效果

應(yīng)用變頻器以及PCL，就會(huì)使設(shè)備維修成本得到有效的降低，延長(zhǎng)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?yàn)轭l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(gè)問題得到了有效的解決，還帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。而且，回饋到電網(wǎng)中的能量不會(huì)再有機(jī)械能，從而保證了正常的電網(wǎng)功率，這樣對(duì)于變壓器以及供電線路方面的投資就不再需要了。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大型起重機(jī)在我國(guó)建設(shè)中的應(yīng)用逐漸廣泛，并且是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。但是，隨著大型起重機(jī)的使用，問題逐漸暴露。由于其體積過(guò)大，耗電量和資源的浪費(fèi)逐漸增多。這樣不僅不利于我國(guó)節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，還對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面的影響。由此可見，加大資金技術(shù)人才的投入是現(xiàn)階段我國(guó)大型起重機(jī)未來(lái)發(fā)展的重要方面。PLC技術(shù)的應(yīng)用有效的緩解了以往大型起重機(jī)使用的弊端。在提高起重機(jī)使用效率的過(guò)程中減少了資源的浪費(fèi)，進(jìn)一步節(jié)省建筑成本。在pcl熟食用的過(guò)程中還應(yīng)該積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)并結(jié)合自身發(fā)展的實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的方案，只有這樣才能保證我國(guó)大型起重機(jī)的使用更加健康，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)產(chǎn)生正面的影響。

參考文獻(xiàn)

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

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