智能控制技術(shù)在抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用

張瑞峰

【摘 要】隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)改革體制的不斷深化，促進(jìn)了我國造船事業(yè)、港口貨運(yùn)事業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展，而抓斗起重機(jī)作為常用的起重機(jī)械設(shè)備，在控制系統(tǒng)上應(yīng)用智能控制技術(shù)，尤其是PLC技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)在抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用，使抓斗起重機(jī)在作業(yè)過程中產(chǎn)生的故障率及維修率得到有效的降低，從而促進(jìn)了抓斗起重機(jī)作業(yè)效率的有效提高，使抓斗起重機(jī)的智能化和自動化得到更好的實(shí)現(xiàn)，確保了抓斗起重機(jī)運(yùn)行的節(jié)能性、可靠性和安全性。

【關(guān)鍵詞】智能控制技術(shù)；抓斗起重機(jī)；變頻器；電氣自動化

隨著時(shí)代和社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促進(jìn)了我國各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展速度，尤其是在碼頭、港口、礦業(yè)等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要采用到抓斗起重機(jī)等起重機(jī)械設(shè)備，尤其是具有大噸位的造船門式起重機(jī)在碼頭、港口中進(jìn)行安裝作業(yè)。但是在抓斗起重機(jī)上具有的傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)耗能大、故障發(fā)生率高，導(dǎo)致事故頻發(fā)，因此，在抓斗起重機(jī)上應(yīng)用智能控制技術(shù)，能夠使抓斗起重機(jī)系統(tǒng)在優(yōu)化之后促進(jìn)系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性和安全性，尤其是PLC技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)在抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用，具有更高的節(jié)能性和可靠性。

1.智能控制技術(shù)的主要內(nèi)容

1.1變頻調(diào)速技術(shù)

變頻調(diào)速技術(shù)指的是對供電的電源頻率經(jīng)由變頻器進(jìn)行有效改變，使電機(jī)產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)速得到合理的調(diào)節(jié)，確保對轉(zhuǎn)矩的功率和調(diào)速進(jìn)行控制，以此來滿足不同負(fù)荷承載所提出的要求。由于變頻調(diào)速技術(shù)在一定程度上具有高效率、高精度控制、高電機(jī)功率和在控制調(diào)速的范圍上較寬，同時(shí)還能夠使電能得到有效的節(jié)約，在起重機(jī)上的控制系統(tǒng)上得到廣泛的應(yīng)用。

1.2 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)又稱之為可編程控制器，其在功能上能夠?qū)壿嬤M(jìn)行重復(fù)的編寫、編制和控制，在工業(yè)自動化控制中得到了廣泛的應(yīng)用。具體的說，PLC技術(shù)主要包括了CPU（即中央處理單元）、輸入輸出接口、存儲器和通訊接口等控制元件。

1.3其他技術(shù)

在智能控制技術(shù)中除了包括變頻調(diào)速技術(shù)、PLC技術(shù)之外，還包括了傳感檢測技術(shù)和現(xiàn)場總線控制技術(shù)等。對于傳感檢測技術(shù)來說，旋轉(zhuǎn)編碼器是在傳感檢測中常用的檢測元器件，在使用上具有響應(yīng)和精度高、體積小、質(zhì)量優(yōu)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；而現(xiàn)場總線控制技術(shù)應(yīng)用在抓斗起重機(jī)中，主要是在變頻器與PLC之間得到普遍的應(yīng)用，同時(shí)在變頻器和變頻器之間進(jìn)行的控制、通訊、檢測等方面上都得到了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)階段中的起重機(jī)上經(jīng)常使用的現(xiàn)場總線控制技術(shù)就是PROFIBUS。

2.抓斗起重機(jī)的智能控制系統(tǒng)

2.1抓斗起重機(jī)智能控制系統(tǒng)的發(fā)展

隨著智能控制技術(shù)系統(tǒng)的不斷完善和改進(jìn)，在抓斗起重機(jī)上得到了普遍的應(yīng)用，雖然我國在抓斗起重機(jī)上應(yīng)用智能控制系統(tǒng)的時(shí)間比發(fā)達(dá)國家比較晚，但是我國在智能控制系統(tǒng)上的研究取得了很大的成就，將先進(jìn)的控制理論和抓斗起重機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的結(jié)合，在抓斗起重機(jī)上應(yīng)用智能控制系統(tǒng)，尤其是變頻調(diào)速系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)在抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用，能夠使抓斗起重機(jī)的沉抓功能等得到有效的發(fā)揮，促進(jìn)了抓斗起重機(jī)作業(yè)的安全性和可靠性，使作業(yè)生產(chǎn)率得到有效提高，更好的實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的系統(tǒng)的智能化、節(jié)能化和自動化。

2.2抓斗起重機(jī)智能控制系統(tǒng)的性能

在抓斗起重機(jī)中，應(yīng)用智能控制系統(tǒng)能夠?qū)ι钔凇㈤_閉斗等進(jìn)行控制，使力矩受力情況得到平衡的分配，并且還能夠使位置得到同步化。從一定程度上來說，應(yīng)用抓斗起重機(jī)在作業(yè)過程中，能夠?qū)ξ恢眠M(jìn)行實(shí)時(shí)的測量，使得開閉斗進(jìn)行自動化，對抓斗方式和力矩進(jìn)行精確的控制，從而降低了操作者的勞動強(qiáng)度，確保物料的抓取量能夠?qū)崿F(xiàn)最大化，對可能出現(xiàn)的位置偏差進(jìn)行及時(shí)的修正，以此來保證力矩在受力上具有平衡性。

3.智能控制技術(shù)在抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用

3.1變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用

在抓斗起重機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)，能夠使起重機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候具有平穩(wěn)性、可靠性和安全性，尤其讓起重機(jī)的起、制動上趨向平緩性，使得起重機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的加速、減速等產(chǎn)生的振動和沖擊得到有效的減小，使抓斗起重機(jī)的機(jī)械使用壽命得到有效的延長。同時(shí)，在使用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際具體情況，對各個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的速度、加速和減速時(shí)間進(jìn)行靈活的調(diào)整，確保運(yùn)行效率得到有效提高，并且在熱耗能上得到有效減小，與傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)相比，在電能的節(jié)省上更具優(yōu)勢。另外，由于變頻器本身具有較為完善的保護(hù)、監(jiān)測以及自我診斷等性能，并且還能夠與PLC控制技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，使抓斗起重機(jī)的電控系統(tǒng)具有的安全可靠性得到大幅度的提高。

由于在抓斗起重機(jī)上應(yīng)用智能控制技術(shù)，能夠使抓斗起重機(jī)在機(jī)械部分上具有較強(qiáng)的性能，使轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)速度得到有效加快，對電動機(jī)的啟動、調(diào)速等方面進(jìn)行有效的改善，在升降和開閉上存在穩(wěn)定性，從而避免出現(xiàn)失控的情況。另外，應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠使主回路得到無觸點(diǎn)化，使主接觸器和電動機(jī)的調(diào)速電阻、電刷等產(chǎn)生的故障得到更好的消除和降低，使抓斗起重機(jī)在運(yùn)行中的可靠性得到有效提高，并且還能夠大量的節(jié)省維修費(fèi)用，同時(shí)還能夠?qū)Σ煌休d重量的運(yùn)行速度進(jìn)行加速，讓現(xiàn)場的作業(yè)效率得到有效提高。

3.2 PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用

由于抓斗起重機(jī)在對電動機(jī)的選擇和使用上，除了要使抓斗起重機(jī)的電動機(jī)滿足斷續(xù)工作的要求外，還需要電動機(jī)符合操作頻繁的要求。通常情況下，抓斗起重機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，會產(chǎn)生正反兩個(gè)不同方向的阻力，再加上電動機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候在正方兩個(gè)方向都會處于電動的狀態(tài)下，通過對力矩進(jìn)行驅(qū)動來使拖動機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在抓斗起重機(jī)上應(yīng)用智能控制技術(shù)，可以讓操作人員通過對控制器上含有的操作開關(guān)、按鈕等，對各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行、調(diào)速和停止等進(jìn)行操作控制，而在利用抓斗進(jìn)行對抓取物料提升的時(shí)候，會受到開閉鋼絲繩受力的影響，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，因此，這就需要對鋼絲繩的受力要求在開閉上鋼絲繩上得到有效滿足，此時(shí)應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，能夠使抓斗起重機(jī)在速度編碼器上具有更加科學(xué)合理性，同時(shí)還使投資成本得到有效節(jié)約，從而使得鋼絲繩能夠在受力上得到均勻分配。

4.總結(jié)

綜上所述，由于智能控制技術(shù)在一定程度上能夠?qū)ψザ菲鹬貦C(jī)在傳統(tǒng)上存在的相關(guān)問題，如鋼絲繩受力、沖擊電流、提升與開閉等機(jī)構(gòu)，尤其是變頻調(diào)速系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)在抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用，使抓斗起重機(jī)的沉抓功能得到更好的實(shí)現(xiàn)，為抓斗起重機(jī)系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的進(jìn)行作業(yè)提供必要的保證，大大的改善了抓斗起重機(jī)整體上所需的性能要求，使抓斗起重機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)都能夠達(dá)到要求。 [科]

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