PLC與變頻技術在港口起重機械中的應用研究

摘 要：港口起重機械操作中，比較重視PLC及變頻技術的應用，目的是提高起重操作的可靠性。港口起重機械，承載著港口的運輸項目，必須做好相關的控制工作，才能提高起重操作的安全水平，避免引起運輸風險。本文以港口起重機械為研究對象，重點分析PLC與變頻技術的應用。

關鍵詞：PLC；變頻技術；港口；起重機械

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.253

PLC與變頻技術，為港口起重機械提供了準確的控制，促使其朝向電氣化、自動化的方向發展，保障港口起重機械各項技術的合理性。PLC能夠根據港口起重機械的指令，主動調節運行方式，同時配合變頻調速的方法，全面控制起重機械的運行，滿足港口貨運的基本需求。

1 港口起重機械中的PLC與變頻技術

1.1 PLC

PLC在港口起重機械中，提供了數字化的操作方式，利用輸入、輸出的方式，控制機械運轉。在起重機械工作的周期內，PLC參與到整個周期內，當起重機械的控制中心，輸出第一條指令時，PLC已經進入工作模式，按照控制中心的指令，執行相關的編程信息[1]。例如：PLC對起重機械繼電器的控制，其在控制繼電器的同時，融合起重機械的工作電路圖，利用PLC工作方式，控制機械設備中的各個繼電器，PLC提供了并行工作的條件，周期性掃描繼電器，提供可行的邏輯編程。PLC采用的是存儲器邏輯，其控制起重機械時，需要將控制程序寫入到PLC存儲器內，如果需要更換控制命令，需要重新編寫控制程序，直接改變編程邏輯，PLC編程的可擴展性較好，可以根據港口起重機械的需求，設計編程，有效控制起重機的速度和性能。

港口起重機械操作中，對精確度的要求比較高，利用程序指令，控制半導體電路，邏輯控制起重機械，解決了港口起重機械操作不準確的問題，特別是PLC與變頻技術的配合，PLC可以根據變頻機構的精度需要，設計限位器，改善變頻控制的同時，完善起重的基本操作，不僅提高了港口起重機械的安全性，還能保持穩定的運行方式。

1.2 變頻技術

港口起重機械內，逐漸朝向數字化的方向發展，逐步設計了變頻操作模塊，利用全數字矢量技術，實現機械的變頻控制[2]。變頻技術能夠調節起重機械的負載，需要通過軟件設計，控制變頻操作，而且矢量控制的過程中，能夠調整參數。例如：起重機變頻系統的PWM技術，實現了電流的正弦化，達到控制的標準，先反饋起重機械的實際情況，再根據設備反饋的信息，調節運行指標，在保障工況正常運行的情況下，達到節能的標準。

隨著港口起重機械內，PLC軟件的成熟應用，變頻技術也得到了充分的保障，可以將變頻器，使用在港口起重機械的負載中，完善PLC及變頻技術的實際應用。例如：港口運輸中使用的門式起重機，此類起重設備，需要適應頻繁啟停、高效運輸的環境，滿足裝卸的基本需求，門式起重機的變頻系統，設計了PLC、變頻器等，PLC控制主機單元，選用CP-316H型號，連接各個模塊，由PLC模塊處理門式起重機的信息，加強門式起重機操作的控制力度。

2 PLC與變頻技術在港口起重機械中的應用

同樣以港口的門式起重機為例，分析PLC與變頻技術的實踐應用。門式起重機運行中，對控制結構、調速結構有明顯的要求，既要承擔港口的貨物運輸，又要保證港口起重機械的性能。PLC與變頻技術，完善了控制結構與調速系統，例如：某港口的門式起重機，采用G7變頻交流調速系統，提供全數字矢量控制技術，配置增量式脈沖編碼器，配合PLC控制，實現高效的運行。

首先門式起重機，PLC的主模塊，使用了C200HE型機，為了符合門式起重機的應用，還需設計通信模塊，實現聯動運行[3]。門式起重機的信號，輸入到PLC模塊內，經由控制中心處理，輸出到端口后，由變頻器實行速度控制，此時PLC傳入的信號，會在變頻器內反饋到運算模塊，接觸器執行門式起重機的通斷，完成門式起重機的運行。

然后是PLC與變頻技術在門式起重機運行調試中的應用。分析具體的應用，如：（1）零序保護，門式起重機起升之前，檢查主令控制器，當面板顯示為零位時，才能確保PLC能夠正常的進行工作，其為PLC控制的前提條件，以免影響門式起重機的實際應用；（2）上升運行，起升機構進入上升運行狀態時，動作中，起重機機構需準確的執行操作命令，執行中支持變頻器、PLC的運行，有效控制上升頻率，變頻控制與PLC控制，必須保持一直狀態，尤其是輸出頻率與主控器頻率一致時，必須確保接觸器能夠準確的吸合，才能完善上升運行；（3）下降運行，下降動作中，PLC、變頻器的參與，降低了門式起重機的控制難度，PLC與變頻器相互配合，通過指令控制輸出頻率，而且保持頻率與指令的一致性，滿足頻率與指令要求時，即可完成下降動作。

最后是PLC及變頻技術在門式起重機中的保護控制，根據門式起重機的應用，分為增幅限位保護、減負限位保護、超載聯鎖保護和風速限位保護四個方面。PLC能夠檢測門式起重機的運行狀態，在變頻技術的配合下，實現準確的保護。PLC簡化了門式起重機的操作電路，提高了升降運行的可靠性，同時控制起重機的電氣程序，在調試與運行時，及時改變運行頻率，保護門式起重機的運行。

3 PLC與變頻技術在港口起重機械中的發展

PLC與變頻技術，在港口起重機械中，優勢明顯，控制起重機械的各項動作，其在后期應用中，朝向安全性、穩定性的方向發展，目的是保障港口起重機械整個系統的安全度，實現升降的自動控制，而且禁止發生超載現象，逐步修正港口起重機械的運行[4]。基于PLC與變頻技術的港口起重機，其可根據實際狀態，修改PLC編程，實現速度的增減與安全控制，合理設計起重機運行的工藝參數，促使起重機處于最優的運行狀態。

4 結束語

PLC與變頻技術的控制作用，改善了港口起重機械的操作方式，促使其朝向自動化的方向發展。PLC在港口起重機械設備中，是可編程控制器，根據起重機械的需求，提供編程，同時采用變頻技術進行控制，完善港口起重機械的應用，重點是發揮PLC與變頻技術的控制作用，消除起重操作中的誤差。

參考文獻：

[1]張勇.港口起重機PLC與變頻控制技術的應用[D].華南理工大學，2013.

[2]管成程.PLC及變頻技術在港口設備上的應用[J].電子制作，2014（08）：231.

[3]汪祖功.PLC及變頻技術在港口設備上的應用[J].黑龍江科技信息，2010（18）：16+156.

[4]劉云，于偉紅，石岳一.變頻技術在起重機械中的應用實踐[J].中國特種設備安全，2010（01）：50-51+55.

作者簡介：張學偉（1986-），男，河北唐山人，本科，研究方向：電氣設備管理。