PLC與變頻技術(shù)在港口起重機械中的應(yīng)用研究

摘 要：港口起重機械操作中，比較重視PLC及變頻技術(shù)的應(yīng)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(guān)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(fēng)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(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；變頻技術(shù)；港口；起重機械

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

PLC與變頻技術(shù)，為港口起重機械提供了準(zhǔn)確的控制，促使其朝向電氣化、自動化的方向發(fā)展，保障港口起重機械各項技術(shù)的合理性。PLC能夠根據(jù)港口起重機械的指令，主動調(diào)節(jié)運行方式，同時配合變頻調(diào)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(shù)

1.1 PLC

PLC在港口起重機械中，提供了數(shù)字化的操作方式，利用輸入、輸出的方式，控制機械運轉(zhuǎn)。在起重機械工作的周期內(nèi)，PLC參與到整個周期內(nèi)，當(dāng)起重機械的控制中心，輸出第一條指令時，PLC已經(jīng)進入工作模式，按照控制中心的指令，執(zhí)行相關(guān)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(shè)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?qū)懭氲絇LC存儲器內(nèi)，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(jù)港口起重機械的需求，設(shè)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(dǎo)體電路，邏輯控制起重機械，解決了港口起重機械操作不準(zhǔn)確的問題，特別是PLC與變頻技術(shù)的配合，PLC可以根據(jù)變頻機構(gòu)的精度需要，設(shè)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(wěn)定的運行方式。

1.2 變頻技術(shù)

港口起重機械內(nèi)，逐漸朝向數(shù)字化的方向發(fā)展，逐步設(shè)計了變頻操作模塊，利用全數(shù)字矢量技術(shù)，實現(xiàn)機械的變頻控制[2]。變頻技術(shù)能夠調(diào)節(jié)起重機械的負(fù)載，需要通過軟件設(shè)計，控制變頻操作，而且矢量控制的過程中，能夠調(diào)整參數(shù)。例如：起重機變頻系統(tǒng)的PWM技術(shù)，實現(xiàn)了電流的正弦化，達到控制的標(biāo)準(zhǔn)，先反饋起重機械的實際情況，再根據(jù)設(shè)備反饋的信息，調(diào)節(jié)運行指標(biāo)，在保障工況正常運行的情況下，達到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。

隨著港口起重機械內(nèi)，PLC軟件的成熟應(yīng)用，變頻技術(shù)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(fù)載中，完善PLC及變頻技術(shù)的實際應(yīng)用。例如：港口運輸中使用的門式起重機，此類起重設(shè)備，需要適應(yīng)頻繁啟停、高效運輸?shù)沫h(huán)境，滿足裝卸的基本需求，門式起重機的變頻系統(tǒng)，設(shè)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(shù)在港口起重機械中的應(yīng)用

同樣以港口的門式起重機為例，分析PLC與變頻技術(shù)的實踐應(yīng)用。門式起重機運行中，對控制結(jié)構(gòu)、調(diào)速結(jié)構(gòu)有明顯的要求，既要承擔(dān)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(shù)，完善了控制結(jié)構(gòu)與調(diào)速系統(tǒng)，例如：某港口的門式起重機，采用G7變頻交流調(diào)速系統(tǒng)，提供全數(shù)字矢量控制技術(shù)，配置增量式脈沖編碼器，配合PLC控制，實現(xiàn)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(yīng)用，還需設(shè)計通信模塊，實現(xiàn)聯(lián)動運行[3]。門式起重機的信號，輸入到PLC模塊內(nèi)，經(jīng)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(nèi)反饋到運算模塊，接觸器執(zhí)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(shù)在門式起重機運行調(diào)試中的應(yīng)用。分析具體的應(yīng)用，如：（1）零序保護，門式起重機起升之前，檢查主令控制器，當(dāng)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(yīng)用；（2）上升運行，起升機構(gòu)進入上升運行狀態(tài)時，動作中，起重機機構(gòu)需準(zhǔn)確的執(zhí)行操作命令，執(zhí)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(tài)，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(zhǔn)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(shù)在門式起重機中的保護控制，根據(jù)門式起重機的應(yīng)用，分為增幅限位保護、減負(fù)限位保護、超載聯(lián)鎖保護和風(fēng)速限位保護四個方面。PLC能夠檢測門式起重機的運行狀態(tài)，在變頻技術(shù)的配合下，實現(xiàn)準(zhǔn)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(diào)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(shù)在港口起重機械中的發(fā)展

PLC與變頻技術(shù)，在港口起重機械中，優(yōu)勢明顯，控制起重機械的各項動作，其在后期應(yīng)用中，朝向安全性、穩(wěn)定性的方向發(fā)展，目的是保障港口起重機械整個系統(tǒng)的安全度，實現(xiàn)升降的自動控制，而且禁止發(fā)生超載現(xiàn)象，逐步修正港口起重機械的運行[4]?；赑LC與變頻技術(shù)的港口起重機，其可根據(jù)實際狀態(tài)，修改PLC編程，實現(xiàn)速度的增減與安全控制，合理設(shè)計起重機運行的工藝參數(shù)，促使起重機處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

PLC與變頻技術(shù)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(fā)展。PLC在港口起重機械設(shè)備中，是可編程控制器，根據(jù)起重機械的需求，提供編程，同時采用變頻技術(shù)進行控制，完善港口起重機械的應(yīng)用，重點是發(fā)揮PLC與變頻技術(shù)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(shù)的應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2013.

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

[3]汪祖功.PLC及變頻技術(shù)在港口設(shè)備上的應(yīng)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(shù)在起重機械中的應(yīng)用實踐[J].中國特種設(shè)備安全，2010（01）：50-51+55.

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