PLC及變頻器在港口起重設備上的應用

董漢卿

摘 要：該文主要從PLC及變頻器概況分析角度出發，闡述了PLC在港口起重設備上的應用情況，討論了PLC在港口起重設備中的應用發展，論述了變頻器在港口起重設備中的應用，并從不同角度對其進行詳細分析，從而為 PLC及變頻器在港口起重設備上的應用研究提供參考。

關鍵詞：PLC；起重設備；工作效率

中圖分類號：TH21 文獻標志碼：A

0 引言

現如今，港口起重設備為了進一步提升起重工作的安全性和效率，積極引入變頻器和PLC等新型電氣元件，從而有效提升了電氣設備的可靠性，并有效降低了港口起重設備的故障率，提升起重設備的工作性能，對此，要深入探究PLC及變頻器在港口起重設備上的應用情況，從而有效發揮PLC及變頻器的作用，為港口起重設備的應用提供保障。

1 PLC及變頻器概況分析

1.1 PLC概況分析

PLC主要是指通過可編程儲存器，將可編輯邏輯控制器應用到內部儲存程序中，在邏輯運算執行過程中能夠對內部程序進行控制，從而達到計數、定時的目的，確保各項指令能夠滿足用戶的需求，在通過輸入、輸出以及數字工作過程中，能夠有效控制機械的類型，從而有效規范生產過程，利用可編輯邏輯控制器時主要分為3個時期，首先是將采樣輸入進去，其次是有效執行用戶的程序，最后是輸出刷新功能，通過以上3個過程來形成一個掃描周期，并在可編輯邏輯控制器內部CPU運行的情況下進行重復掃描。港口起重設備在應用PLC的過程中，通過控制起重機設備的繼電器，利用機械的工作電路圖進行有效地控制和掃描。

1.2 變頻器概況分析

變頻器主要是結合微電子技術和變頻技術，對交流電動機中的電力設備進行控制，并對電機中的電源頻率進行優化，在具體應用時，變頻器主要包括以下幾部分，分別是驅動單元、制動單元、整流單元以及逆變單元，變頻器在調節輸出電源頻率和電壓的過程中，主要通過內部的IGBT來控制開斷。同時，要想保證整個設備的節能效果，需要有效進行調速，對此可以依照電機應用的實際情況來調整所需電源電壓。由于變頻器具有保護等功能，因此能夠進行過載保護、過壓保護以及過流保護，并且隨著科學技術的不斷創新和發展，變頻器的技術水平得到快速提升，其應用范圍和領域不斷擴大，能夠利用變頻器主電路調節異步電動機中電源的頻率和電壓，并分為2種類型，第一種是電流型，應用時能夠將電流源中的直流轉變為交流進行使用，第二種為電壓型，在應用時能夠電壓源直流轉變為交流進行使用。

2 PLC在港口起重設備上的應用分析

2.1 PLC在港口起重設備上的優勢

早期在港口起重設備中應用PLC時，主要以FI系列設備為主，通過應用PLC能夠確保設備達到60輸出點，并且以整體結構的方式來控制輸出點和輸入點的比例，即使輸出點和輸入點擴大，依舊能夠保證比例控制在3︰2，隨著科學技術水平的不斷提升，PLC在配置方面得到非常大的進步，利用通信組件模塊來確保配置比的靈活性。新型的PLC在應用時，主要通過2根連線來將數據線和時鐘線進行串聯，由于該結構類型能夠在港口起重設備中充分發揮自身作用，進一步將控制線的環數降低，從而能夠清晰的獲取線路狀況，以型號為OMRON的起重機為例，在進行起重作業時，只需要6根線就能夠連接主機控制柜和司機室，其中主要包括2根DC24V控制電源線和2根AC220V控制電源線，剩余2根為通信線，同時，控制線通過受電器形成六道回流環數，進一步提升系統的靈活性，加強港口起重機電氣的可靠性，為港口起重機設備的應用提供有效保障，并應用正反轉電氣連鎖線路，當連接線圈和副觸頭時，由于線路比較短，難以充分發揮PLC的控制優勢，因此，可以將接觸器輔助觸頭作為PLC輸入信號，從而達到電氣連鎖的目的，進一步顯示出系統的工作性能，并利用顯示屏探查設備中可能發生故障的區域。

2.2 PLC在港口起重設備中的應用發展

在未來的發展過程中，PLC將會有效組合組態模塊、變頻器，從而對港口起重設備的運行性能和控制精度進行優化，同時，在應用PLC過程中，將逐漸摒棄掉單機控制模式，并逐漸應用聯機控制方式，從而有效提升PLC的功能，通過聯機能夠將相關數據信息及時發送給計算機，并通過港口應用的局域網來實施遠程控制，同時對起重設備的運行狀況進行有效監控，最終達到自動化控制港口起重設備的目的，因此，隨著科學技術的不斷發展PLC技術將逐漸得到完善，并朝著自動化方向發展，積極引入智能化控制系統，從而依靠強大的信息技術和軟件技術為港口起重機設備的應用提供有效保障。

3 變頻器在港口起重設備中的應用分析

3.1 變頻器的應用分析

隨著變頻技術的不斷創新和發展，特別是矢量控制技術的應用，能夠有效提升變頻技術水平，并廣泛應用于不同領域當中。變頻器在港口起重設備中應用時，能夠利用一個變頻器來同時控制大車行走機構和旋轉機構，主要是因為旋轉機構和大車行走機構具有相似的電機總容量，并且在實際控制過程中，整個結構不會超負載，并且整體變化比較小，使電阻箱和接觸器應用數量大大降低。同時，矢量控制技術的應用，能夠有效地對變頻技術進行完善，變頻器通過融合變頻電機和矢量技術，能夠有效滿足低頻轉矩特性和調速硬度，從而實現長時間的低速運行狀態，避免出現在重載的情況下發生遛鉤情況，進一步提升輕載和空鉤的效率，并降低整體的能耗。

3.2 變頻器在港口起重設備中的應用優勢

首先，通過引入變頻器能夠有效連接PLC方向控制信號和變頻器控制端子，從而有效達到電機正反轉控制的目的，并且利用內部編程控制來控制電機的不同擋位，想要實現無級調速，可以通過變頻器模擬量控制端子和主零信號接入變頻器，并有效提升控制的精度。其次，變頻器在應用時能夠有效采集起升、變幅電機中的編碼器信號，從而對電機的速度和位置進行檢測，并依照具體狀況來對輸出信號進行調整，通過閉環控制來有效保護遛鉤和超速情況，同時，通過對減速時間的控制能夠對電機的加速時間和停車時間進行控制，并且，變頻器能夠利用制動單元將動能以熱能形式進行消耗，從而實現快速制動的目的。最后，變頻器能夠通過監測轉速、轉矩、頻率、電壓、電流等有效參數，對主回路的超速、短路、對地、過電流、過電壓等故障進行準確監測，從而及時報警，同時，維護工作人員能夠利用檢測設備的報警代碼來有針對性地開展故障排查工作，從而及時找出故障點，確保相關設備的正常運行。

4 結語

綜上所述，PLC及變頻器應用在港口起重設備上時，PLC將會有效組合組態模塊、變頻器，從而對港口起重設備的運行性能和控制精度進行優化，變頻器主要結合微電子技術和變頻技術，從而對交流電動機中的電力設備進行有效控制，通過引入變頻器，能夠有效連接PLC方向控制信號和變頻器控制端子，從而有效達到電機正反轉控制目的，并隨著科學技術的不斷創新與發展，將逐漸朝著智能化方向發展，從而為港口起重設備的應用提供保障。

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