PLC及變頻器在港口起重設(shè)備上的應(yīng)用

董漢卿

摘 要：該文主要從PLC及變頻器概況分析角度出發(fā)，闡述了PLC在港口起重設(shè)備上的應(yīng)用情況，討論了PLC在港口起重設(shè)備中的應(yīng)用發(fā)展，論述了變頻器在港口起重設(shè)備中的應(yīng)用，并從不同角度對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，從而為 PLC及變頻器在港口起重設(shè)備上的應(yīng)用研究提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC；起重設(shè)備；工作效率

中圖分類號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

現(xiàn)如今，港口起重設(shè)備為了進(jìn)一步提升起重工作的安全性和效率，積極引入變頻器和PLC等新型電氣元件，從而有效提升了電氣設(shè)備的可靠性，并有效降低了港口起重設(shè)備的故障率，提升起重設(shè)備的工作性能，對(duì)此，要深入探究PLC及變頻器在港口起重設(shè)備上的應(yīng)用情況，從而有效發(fā)揮PLC及變頻器的作用，為港口起重設(shè)備的應(yīng)用提供保障。

1 PLC及變頻器概況分析

1.1 PLC概況分析

PLC主要是指通過(guò)可編程儲(chǔ)存器，將可編輯邏輯控制器應(yīng)用到內(nèi)部?jī)?chǔ)存程序中，在邏輯運(yùn)算執(zhí)行過(guò)程中能夠?qū)?nèi)部程序進(jìn)行控制，從而達(dá)到計(jì)數(shù)、定時(shí)的目的，確保各項(xiàng)指令能夠滿足用戶的需求，在通過(guò)輸入、輸出以及數(shù)字工作過(guò)程中，能夠有效控制機(jī)械的類型，從而有效規(guī)范生產(chǎn)過(guò)程，利用可編輯邏輯控制器時(shí)主要分為3個(gè)時(shí)期，首先是將采樣輸入進(jìn)去，其次是有效執(zhí)行用戶的程序，最后是輸出刷新功能，通過(guò)以上3個(gè)過(guò)程來(lái)形成一個(gè)掃描周期，并在可編輯邏輯控制器內(nèi)部CPU運(yùn)行的情況下進(jìn)行重復(fù)掃描。港口起重設(shè)備在應(yīng)用PLC的過(guò)程中，通過(guò)控制起重機(jī)設(shè)備的繼電器，利用機(jī)械的工作電路圖進(jìn)行有效地控制和掃描。

1.2 變頻器概況分析

變頻器主要是結(jié)合微電子技術(shù)和變頻技術(shù)，對(duì)交流電動(dòng)機(jī)中的電力設(shè)備進(jìn)行控制，并對(duì)電機(jī)中的電源頻率進(jìn)行優(yōu)化，在具體應(yīng)用時(shí)，變頻器主要包括以下幾部分，分別是驅(qū)動(dòng)單元、制動(dòng)單元、整流單元以及逆變單元，變頻器在調(diào)節(jié)輸出電源頻率和電壓的過(guò)程中，主要通過(guò)內(nèi)部的IGBT來(lái)控制開(kāi)斷。同時(shí)，要想保證整個(gè)設(shè)備的節(jié)能效果，需要有效進(jìn)行調(diào)速，對(duì)此可以依照電機(jī)應(yīng)用的實(shí)際情況來(lái)調(diào)整所需電源電壓。由于變頻器具有保護(hù)等功能，因此能夠進(jìn)行過(guò)載保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)以及過(guò)流保護(hù)，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，變頻器的技術(shù)水平得到快速提升，其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，能夠利用變頻器主電路調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)中電源的頻率和電壓，并分為2種類型，第一種是電流型，應(yīng)用時(shí)能夠?qū)㈦娏髟粗械闹绷鬓D(zhuǎn)變?yōu)榻涣鬟M(jìn)行使用，第二種為電壓型，在應(yīng)用時(shí)能夠電壓源直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鬟M(jìn)行使用。

2 PLC在港口起重設(shè)備上的應(yīng)用分析

2.1 PLC在港口起重設(shè)備上的優(yōu)勢(shì)

早期在港口起重設(shè)備中應(yīng)用PLC時(shí)，主要以FI系列設(shè)備為主，通過(guò)應(yīng)用PLC能夠確保設(shè)備達(dá)到60輸出點(diǎn)，并且以整體結(jié)構(gòu)的方式來(lái)控制輸出點(diǎn)和輸入點(diǎn)的比例，即使輸出點(diǎn)和輸入點(diǎn)擴(kuò)大，依舊能夠保證比例控制在3︰2，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，PLC在配置方面得到非常大的進(jìn)步，利用通信組件模塊來(lái)確保配置比的靈活性。新型的PLC在應(yīng)用時(shí)，主要通過(guò)2根連線來(lái)將數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線進(jìn)行串聯(lián)，由于該結(jié)構(gòu)類型能夠在港口起重設(shè)備中充分發(fā)揮自身作用，進(jìn)一步將控制線的環(huán)數(shù)降低，從而能夠清晰的獲取線路狀況，以型號(hào)為OMRON的起重機(jī)為例，在進(jìn)行起重作業(yè)時(shí)，只需要6根線就能夠連接主機(jī)控制柜和司機(jī)室，其中主要包括2根DC24V控制電源線和2根AC220V控制電源線，剩余2根為通信線，同時(shí)，控制線通過(guò)受電器形成六道回流環(huán)數(shù)，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的靈活性，加強(qiáng)港口起重機(jī)電氣的可靠性，為港口起重機(jī)設(shè)備的應(yīng)用提供有效保障，并應(yīng)用正反轉(zhuǎn)電氣連鎖線路，當(dāng)連接線圈和副觸頭時(shí)，由于線路比較短，難以充分發(fā)揮PLC的控制優(yōu)勢(shì)，因此，可以將接觸器輔助觸頭作為PLC輸入信號(hào)，從而達(dá)到電氣連鎖的目的，進(jìn)一步顯示出系統(tǒng)的工作性能，并利用顯示屏探查設(shè)備中可能發(fā)生故障的區(qū)域。

2.2 PLC在港口起重設(shè)備中的應(yīng)用發(fā)展

在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，PLC將會(huì)有效組合組態(tài)模塊、變頻器，從而對(duì)港口起重設(shè)備的運(yùn)行性能和控制精度進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)，在應(yīng)用PLC過(guò)程中，將逐漸摒棄掉單機(jī)控制模式，并逐漸應(yīng)用聯(lián)機(jī)控制方式，從而有效提升PLC的功能，通過(guò)聯(lián)機(jī)能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息及時(shí)發(fā)送給計(jì)算機(jī)，并通過(guò)港口應(yīng)用的局域網(wǎng)來(lái)實(shí)施遠(yuǎn)程控制，同時(shí)對(duì)起重設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行有效監(jiān)控，最終達(dá)到自動(dòng)化控制港口起重設(shè)備的目的，因此，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展PLC技術(shù)將逐漸得到完善，并朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，積極引入智能化控制系統(tǒng)，從而依靠強(qiáng)大的信息技術(shù)和軟件技術(shù)為港口起重機(jī)設(shè)備的應(yīng)用提供有效保障。

3 變頻器在港口起重設(shè)備中的應(yīng)用分析

3.1 變頻器的應(yīng)用分析

隨著變頻技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，特別是矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提升變頻技術(shù)水平，并廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域當(dāng)中。變頻器在港口起重設(shè)備中應(yīng)用時(shí)，能夠利用一個(gè)變頻器來(lái)同時(shí)控制大車行走機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，主要是因?yàn)樾D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和大車行走機(jī)構(gòu)具有相似的電機(jī)總?cè)萘?，并且在?shí)際控制過(guò)程中，整個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)超負(fù)載，并且整體變化比較小，使電阻箱和接觸器應(yīng)用數(shù)量大大降低。同時(shí)，矢量控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地對(duì)變頻技術(shù)進(jìn)行完善，變頻器通過(guò)融合變頻電機(jī)和矢量技術(shù)，能夠有效滿足低頻轉(zhuǎn)矩特性和調(diào)速硬度，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的低速運(yùn)行狀態(tài)，避免出現(xiàn)在重載的情況下發(fā)生遛鉤情況，進(jìn)一步提升輕載和空鉤的效率，并降低整體的能耗。

3.2 變頻器在港口起重設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先，通過(guò)引入變頻器能夠有效連接PLC方向控制信號(hào)和變頻器控制端子，從而有效達(dá)到電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的目的，并且利用內(nèi)部編程控制來(lái)控制電機(jī)的不同擋位，想要實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，可以通過(guò)變頻器模擬量控制端子和主零信號(hào)接入變頻器，并有效提升控制的精度。其次，變頻器在應(yīng)用時(shí)能夠有效采集起升、變幅電機(jī)中的編碼器信號(hào)，從而對(duì)電機(jī)的速度和位置進(jìn)行檢測(cè)，并依照具體狀況來(lái)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)閉環(huán)控制來(lái)有效保護(hù)遛鉤和超速情況，同時(shí)，通過(guò)對(duì)減速時(shí)間的控制能夠?qū)﹄姍C(jī)的加速時(shí)間和停車時(shí)間進(jìn)行控制，并且，變頻器能夠利用制動(dòng)單元將動(dòng)能以熱能形式進(jìn)行消耗，從而實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)的目的。最后，變頻器能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、頻率、電壓、電流等有效參數(shù)，對(duì)主回路的超速、短路、對(duì)地、過(guò)電流、過(guò)電壓等故障進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)報(bào)警，同時(shí)，維護(hù)工作人員能夠利用檢測(cè)設(shè)備的報(bào)警代碼來(lái)有針對(duì)性地開(kāi)展故障排查工作，從而及時(shí)找出故障點(diǎn)，確保相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC及變頻器應(yīng)用在港口起重設(shè)備上時(shí)，PLC將會(huì)有效組合組態(tài)模塊、變頻器，從而對(duì)港口起重設(shè)備的運(yùn)行性能和控制精度進(jìn)行優(yōu)化，變頻器主要結(jié)合微電子技術(shù)和變頻技術(shù)，從而對(duì)交流電動(dòng)機(jī)中的電力設(shè)備進(jìn)行有效控制，通過(guò)引入變頻器，能夠有效連接PLC方向控制信號(hào)和變頻器控制端子，從而有效達(dá)到電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制目的，并隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，將逐漸朝著智能化方向發(fā)展，從而為港口起重設(shè)備的應(yīng)用提供保障。

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