智能控制技術(shù)在抓斗起重機上的應(yīng)用

曹永新

摘 ?要：抓斗起重機在目前的吊裝工作實踐中有著重要的應(yīng)用，為了實現(xiàn)起重機吊裝效率的提升和質(zhì)量的提高，強調(diào)起重機的吊裝控制有積極的意義。就目前的資料分析來看，智能控制技術(shù)在抓斗起重機的應(yīng)用實踐中有所利用，且有效地提高了起重機使用的整體效果，所以說智能控制技術(shù)在抓斗起重機的控制實踐中有突出的作用價值。文章介紹了一種智能化控制系統(tǒng)應(yīng)用于移動式港口起重機，在進行抓斗作業(yè)時智能識別物料密度并最大限度地抓取物料而不產(chǎn)生過載，進而提升裝卸效率，增加起重機的工作壽命，另外系統(tǒng)提供簡單的操作即可自動完成抓斗的開閉動作，減少司機的勞動強度，縮短了抓斗作業(yè)循環(huán)周期。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù);抓斗起重機;應(yīng)用

中圖分類號：TH218 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0163-02

Abstract： Grab crane has an important application in the current hoisting practice. In order to improve the hoisting efficiency and quality of the crane， it is of positive significance to emphasize the hoisting control of the crane. According to the analysis of the current data， the intelligent control technology has been used in the application practice of the grab crane， and effectively improves the overall effect of the crane， so the intelligent control technology plays an outstanding role in the control practice of the grab crane. This paper introduces the application of an intelligent control system to the mobile port crane， which intelligently identifies the material density during the grab operation and grabs the material to the maximum without overload， so as to improve the loading and unloading efficiency， so as to increase the working life of the crane， in addition， the system provides a simple operation to automatically complete the opening and closing action of the grab， thus reducing the labor intensity of the driver and shortening the cycle of grab operation.

Keywords： intelligent control technology; grab crane; application

引言

抓斗在進行散料抓取作業(yè)時通常采用的是手動或半自動控制，抓取的物料多少難于控制，時多時少，抓少的時候不能滿斗，影響效率，抓多時引起超載，對機械結(jié)構(gòu)不利。為了解決此問題，研究人員對抓斗起重機的智能化控制進行積極的分析，并嘗試建設(shè)自動化控制系統(tǒng)，經(jīng)過不斷的努力，在實踐中得以應(yīng)用的智能化控制系統(tǒng)面世。從系統(tǒng)的具體分析來看，該系統(tǒng)通過智能記憶每次抓斗重量，通過調(diào)節(jié)支持繩力矩控制抓斗閉斗時的抓取量，滿足每次抓取物料接近額定負載。這不僅實現(xiàn)了起重機工作效率的提升，也有效解決了起重機應(yīng)用中受力不平衡等安全隱患，可以說，智能控制技術(shù)對于抓斗起重機的實際應(yīng)用有非常顯著的價值。

1 基于智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機分析

要分析研究起重機在應(yīng)用了智能控制系統(tǒng)之后的具體工作效果，需要對應(yīng)用了智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機整體結(jié)構(gòu)做分析，以下是相關(guān)內(nèi)容的介紹。

1.1 抓斗的組成及效率分析

抓斗是抓斗起重機的重要組成部分，在實際應(yīng)用中有突出的價值。從具體分析來看，抓斗的而機構(gòu)如圖1：抓斗由兩片顎組成，連接在抓斗頭部和一根交叉梁上，交叉梁相對于抓斗頭部的運動使抓斗打開或閉合，抓斗頭部通過兩根鋼絲繩與支持卷筒相連，這兩根鋼絲繩被稱為支持鋼絲繩，抓斗交叉梁由“開閉鋼絲繩”控制，它通過滑輪組控制抓斗的打開和關(guān)閉，稱之為開閉繩。

在了解了抓斗的具體結(jié)構(gòu)之后可以對其的工作效率進行分析。從現(xiàn)實應(yīng)用分析來看，抓斗在作業(yè)過程中需滿足力矩曲線圖，抓斗閉合后趨于額定負載100%視為理想狀態(tài)，低于額定重量80%視為欠載，高于100%將產(chǎn)生超載，需要重新抓取。簡言之，抓斗的工作效率受抓取狀態(tài)的影響，所以了解抓斗的狀態(tài)并作控制現(xiàn)實價值顯著。

1.2 驅(qū)動系統(tǒng)

抓斗起重機的持續(xù)性工作和抓斗起重機的驅(qū)動系統(tǒng)有顯著的聯(lián)系，所以要穩(wěn)定起重機的具體利用，必須要在全面了解驅(qū)動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上保證驅(qū)動系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和持續(xù)。從現(xiàn)階段的資料研究分析來看，智能控制系統(tǒng)應(yīng)用下抓斗起重機驅(qū)動系統(tǒng)由兩個獨立的卷揚構(gòu)成，每個卷筒通過液壓馬達控制正反兩個方向轉(zhuǎn)動，從而使纏繞再卷筒上的鋼絲繩對抓斗進行開閉控制。

1.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)在抓斗起重機的工作實踐中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，抓斗起重機的具體應(yīng)用會陷入困境。在未應(yīng)用智能控制系統(tǒng)的時候，控制系統(tǒng)具有包括了機械控制和人為控制兩部分，但是在使用了智能控制技術(shù)之后，控制系統(tǒng)的自動化、智能化更加突出，其具體的系統(tǒng)構(gòu)成為PLC控制器、馬達、重量傳感器、ABS編碼器等，就這些設(shè)備的具體使用來看，控制器負責(zé)整個控制系統(tǒng)的邏輯輸入與輸出，馬達通過電磁閥驅(qū)動卷揚轉(zhuǎn)動，編碼器負責(zé)檢測卷揚運行的圈數(shù)。

在深入了解控制系統(tǒng)之后，為了有效使用智能控制系統(tǒng)，并對其控制實踐中的問題進行解決，還要明確控制系統(tǒng)的基本控制原理。研究實踐表明，在系統(tǒng)控制過程中，智能控制系統(tǒng)之所以表現(xiàn)出自動化特征，主要是因為使用了自學(xué)習(xí)算法。當(dāng)閉斗結(jié)束后通過控制器讀取載荷數(shù)據(jù)，并與當(dāng)前幅度額定載荷進行比較，如果所吊物料小于額定重量，則在下一次的物料抓取作業(yè)時將按一定比例減小支持繩力矩，抓斗閉斗時會進一步下沉，抓斗將抓取更多的物料，當(dāng)閉斗結(jié)束后通過控制器讀取當(dāng)前載荷數(shù)據(jù)，并與當(dāng)前幅度下的額定載荷進行對比，物料重量會進一步趨于額定載荷，經(jīng)過3-4個循環(huán)抓取后使抓取物料重量趨于額定載荷。

2 智能控制技術(shù)在抓斗起重機應(yīng)用中的效果分析

為了確定智能控制技術(shù)在抓斗起重機應(yīng)用中的具體效果采用回顧性分析的方法對傳統(tǒng)抓斗起重機和智能控制技術(shù)應(yīng)用起動機的具體使用結(jié)果組分析對比，以下是具體的對比總結(jié)。

第一是工作效率?；仡櫺苑治鲎ザ菲鹬貦C的具體利用案例。在分析中共總結(jié)了7個案例，其中4個為傳統(tǒng)抓斗起動機，3個為利用了智能控制技術(shù)的抓斗起重機。對工程項目做分析發(fā)現(xiàn)7個項目的工程量相當(dāng)。從起重機開始使用到結(jié)束，傳統(tǒng)抓斗起重機的利用共維持了15天，而利用智能控制技術(shù)的抓斗起重機，其工作實踐一共維持了10天，這說明擁有智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機，其用10天完成了一般抓斗起重機15天的工作量，由此可知，利用智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機其工作效率明顯更高。簡單來講，擁有智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機，其在工作實踐中表現(xiàn)出的高效率對于起重機價值發(fā)揮起到了重要的作用。

第二是在資源消耗方面。就一般的抓斗起重機具體利用來看，其工作狀態(tài)的穩(wěn)定需要有工作人員看護，而且具體的抓斗工作還需要工作人員進行調(diào)整，所以在起重機利用中，必須要配置專門的工作人員。但是使用了智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機，其能夠?qū)崿F(xiàn)自我的調(diào)節(jié)和控制，保持工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，不需要有專門的工作人員進行看護，所以利用智能控制系統(tǒng)的抓斗起重機，其實現(xiàn)了人力資源的有效節(jié)約。在工作實踐中，人力資源消耗越多，成本投入也會越高，利用智能控制系統(tǒng)進行抓斗起重機控制，人力消耗減少，成本投入顯著降低，所以此類型起重機的使用實現(xiàn)了項目實施的成本縮減。

第三是在管理方面。從現(xiàn)實分析來看，一般的抓斗起重機因為在具體工作實踐中容易出現(xiàn)超載的情況，所以起重機的安全性大打折扣，設(shè)備零部件也會經(jīng)常性出現(xiàn)故障，這會導(dǎo)致起重機使用成本的提升。再者，就一般起重機應(yīng)用來看，因為還涉及人員，所以需要強調(diào)人員管理，如此一來，一般的起重機應(yīng)用需要投入較多的管理成本。利用智能控制系統(tǒng)進行起重機的控制，因為抓斗的抓取工作在智能控制下能夠保持處在理想的狀態(tài)，所以設(shè)備超載所導(dǎo)致的問題可以有效解決。另外，智能控制技術(shù)應(yīng)用有效減少了人員控制，所以在管理實踐中，人員管理的內(nèi)容會縮減，如此一來，控制技術(shù)應(yīng)用下的智能抓斗起重機為管理節(jié)省了大量的資源。簡言之，智能控制系統(tǒng)下的抓斗起重機應(yīng)用對于管理的規(guī)范性、一致性有非常顯著的效果。

3 智能控制技術(shù)使用基礎(chǔ)上的抓斗起重機應(yīng)用注意事項

就智能控制系統(tǒng)抓斗起重機的具體應(yīng)用來看，注意事項重要有兩點，以下是具體的分析。

第一點是需要構(gòu)建監(jiān)督管理系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)抓斗起重機的具體使用依靠的是自動化程序以及相關(guān)的設(shè)備，一旦出現(xiàn)問題或者是控制程序出現(xiàn)紊亂，整個控制系統(tǒng)會出現(xiàn)較大的問題，起重機的使用穩(wěn)定和持續(xù)也會大受影響，所以為了及時發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)問題和設(shè)備故障，需要構(gòu)建完善的監(jiān)督管理系統(tǒng)，一方面是實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的全面監(jiān)督，另一方面實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的即時管理?？傊?，監(jiān)督管理系統(tǒng)的建設(shè)對設(shè)備的具體功能發(fā)揮有突出的效果。第二點是需要基于智能控制系統(tǒng)做應(yīng)急預(yù)案的規(guī)劃和設(shè)計。就現(xiàn)實分析來看，雖然智能控制系統(tǒng)的使用可以實現(xiàn)抓斗起重機控制的自動化，但是在實踐應(yīng)用中，程序等故障會影響自動化控制，甚至?xí)斐砂踩鹿?，所以必須要針對可能出現(xiàn)的問題規(guī)劃設(shè)計應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)安全事故，要第一時間啟動應(yīng)急預(yù)案，這樣，故障影響可以得到控制，智能控制系統(tǒng)所造成的損壞會及時挽救。

4 結(jié)束語

綜上所述，就抓斗起重機的具體利用分析來看，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效提升抓斗式起重機的工作效率，提升控制的精準度并節(jié)省工作實踐中的資源和能量消耗，所以智能控制系統(tǒng)抓斗起重機的現(xiàn)實利用有非常突出的價值。文章基于智能控制系統(tǒng)對智能抓斗起重機的整體結(jié)構(gòu)進行全面的分析，并對此類型起重機在實踐中的利用做對比分析，發(fā)現(xiàn)此類型的起重機在實際利用中存在著突出的價值。總之，智能抓取技術(shù)在移動式港口起重機上應(yīng)用可以大大提高裝卸效率，減少操作人員勞動強度，而且在成本控制方面也有顯著的效果，所以分析其應(yīng)用對今后的推廣應(yīng)用提供很好的借鑒。

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