解析變頻器和PLC在大型起重機控制中的應用

任超才

摘 要：變頻器與PLC是現代化工業最常應用的技術，將其運用于大型起重機中，是提升起重機運行效率的重要舉措。文章以變頻器和PLC技術為前提，分析了其在大型起重機中的應用，希望能夠為廣大同仁提供支持。

關鍵詞：變頻器；PLC；大型起PLC重機；控制

在大型起重機的控制工作方面，運用變頻器與PLC，除了能夠提高運行系統的穩定性與安全性以外，也可以減小設備出現故障的幾率，進而提高系統的傳動效率。所以，文章針對大型起重機的控制問題，對這兩種技術的運用進行了分析?，F階段大型起重機主要向大型化、專業化、智能化等多個方面發展，其中以自動化與智能化這兩個方面為主，而變頻器和PLC的運用，恰好是實現其自動化與智能化發展的重要內容。

1 起重機控制系統運行需求

（1）在起重機設計的相關規范中，對起重機械的額定工作載荷進行了規定，即必須要在110%額定載荷基礎上才能保證正常工作。如果供電系統波動只是額定值-10%，那么這時起升額定載荷，不管載荷位于何種位置，起重機的控制系統都應確保運行的正常性，且不會出現溜鉤的現象。刨除控制方案允許的情況，不管控制手柄所處位置如何，只要是在正常工作下，系統額定載荷的下降速度都要小于額定速度120%。對于這一點，一般可以設定變頻器參數，或是連接光電編碼器等形式實現。

（2）一旦制動器的線路出現故障，那么這時要立即將電動機與制動器電源切斷，基于此，制動器線路中應該要設置安全保護設備。

（3）對變頻器與PLC控制系統進行運用，能夠有效支持起重機實現多點控制，各個控制點之間相互連接，無論任何時間只允許一個工作點運行，并且各個控制點都要配備緊急斷電設備[1]。

（4）如果發生意外斷電現象，起重機控制系統需要運用與之相適合的舉措，以保證制動器動作的安全性，以免機械設備出現破損。

2 變頻器與PLC的應用

（1）在大型起重機中運用變頻器，對于其控制系統而言，需要選擇與之相適應的變頻器，并符合如下要求，變頻器結構圖如下圖1所示：①為了有效實現遠程診斷功能，確保能夠和外部通信控制進行連接，可以針對變頻器為其提供標準形式的接口，并且通過對制動斷續器的運用，連接內外部系統并制動電阻，使系統能夠體現動態制動的特點，從而對減速時間進行控制[2]；②對于變頻器而言，應該具備多樣化的保護功能，當存在接地故障或是過電流故障，可以通過自動保護功能對系統進行保護；③變頻器必須要有極強的抗沖力，在運轉環節中借用運動轉矩與閉環矢量控制，建立多段控制，從而符合標準要求。

（2）在大型起重機中運用電動機，相對于起重機而言，需要合理確定電動機的容量，通常要根據特定公式完成計算。與此同時，在確定電動機的過程中，要綜合考慮如下內容：① 電動機極限轉矩值和負載力矩之間的聯系要大于兩倍，能否承擔國標規定的電壓波動值要求；② 對額定負載進行綜合考慮。

（3）一般在動機運行的過程中，難免會存在負載，如果這些負載在某一情況下轉化，轉變為機械能，那么在對其進行處理時，需要對制動單元進行運用。通常情況下，對于起重機系統來說，為了能夠保證這些能量處理的有效性，主要是運用以下兩種形式：① 通過直流線層面回饋的運用，使能量轉變為流向電網，這一處理方式不僅對電網的要求較高，回饋設備也非常昂貴，違反了經濟性的基本原則[3]；② 通過制動電阻這一方法，利用制動單元吸收能量，這一方法也是實踐過程中運用最為普遍的方法。

3 起重機控制系統的運行

針對起重機系統而言，變頻器的使用主要體現為以下幾個方面：① 利用DTC技術，即使沒有測速發電機和光碼盤作為支持，依然可以實現零轉速滿轉矩這一要求，借助低電流支持大轉矩，從而對系統反饋這一環節提供支持。② 系統中電動機通過磁通的優化，能夠降低噪聲帶來的影響，與此同時也能夠滿足負載的標準要求，將其運行效果進行改善，在這一環節中，系統通過電動機所具備的多種負載作用，能夠實現運行效率的提升。

一般起重機系統的管理與運行，都是以電控系統為前提，在這其中電控系統主要是PLC，由于PLC的性能較好，所以能夠為外部電氣元件的評估提供支持，對性能進行檢測，也極大的體現了作業的直接性，使自動控制成為現實。對于起重機控制，變頻器與PLC的應用已經收獲了十分可觀的效果，尤其是在經濟方面，這兩者的使用將成本投入縮減，并且提高了系統內設備的使用質量與效率；在環境方面，由于傳統的起重機系統電能消耗率較高，加之轉子回路的緣故，導致能源浪費現象嚴重，然而變頻器與PLC的運用，能夠將這一現象進行環節，由此可見其在大型起重機運用的必要性。

4 結語

綜上所述，在大型起重機中運用變頻器和PLC，是提升起重機運行效率與效果的重要舉措，隨著時代的發展這兩者的運用已經獲得了十分顯著的效果，并且也會在不遠的未來研發出更為高效的起重機運行措施。

參考文獻

[1]許旭.變頻器及PLC在陸水電廠橋式起重機控制系統改造中的應用[J].價值工程，2016，（4）：101-103.

[2]吳炳章.PLC與變頻器在橋式起重機控制系統改造中的應用[J].質量探索，2016，（6）：68，67.

[3]馬中品，王安強，焦學蘭.PLC與變頻器在橋式起重機控制系統改造中的應用研究[J].科技經濟導刊，2016，（26）：59.

（作者單位：西安特種設備檢驗檢測院）