起重設(shè)備控制系統(tǒng)與變頻器應(yīng)用

文/陳龍 張千朋 洪騰飛

目前，起重設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于我國各個領(lǐng)域，建筑、港口、貨運、農(nóng)業(yè)等。根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域不同，起重設(shè)備的種類也有很多，但基本都是由金屬繩和卷筒組成。起重設(shè)備主要用于大型貨物的移動、安放和提升等。由于起重設(shè)備工作環(huán)境的特殊性，多數(shù)環(huán)境條件惡劣，傳統(tǒng)的機器設(shè)備多采用機械式的模式，控制困難，機器磨損程度大，后期維護困難，尤其是安全性差。因此，如何對于傳動的起重設(shè)備進行改良是直接關(guān)系到經(jīng)濟發(fā)展的重大問題。隨著電子技術(shù)和電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)在起重設(shè)備中加入電子元件可以有效提高起重設(shè)備的可操作性和安全性。本文通過PLC控制系統(tǒng)和變頻器共同作用實現(xiàn)對起重設(shè)備的控制和操作。

1 PLC控制系統(tǒng)及變頻器介紹

1.1 PLC控制系統(tǒng)簡介

PLC指的是可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC的出現(xiàn)，能夠通過輸入的指令，通過內(nèi)部程序，達到對機械設(shè)備的有效控制，從而提高規(guī)范生產(chǎn)，提高工作效率。對于起重設(shè)備倆說，PLC可以通過控制設(shè)備內(nèi)部的繼電器達到控制整個設(shè)備的目的。

PLC與傳統(tǒng)的控制方式截然不同，傳統(tǒng)的控制方式只是單純從工業(yè)控制的層面達到控制設(shè)備的目的，還處于工業(yè)發(fā)展的初級階段。而電子技術(shù)和人工智能程度的不斷提高，使得PLC與計算機技術(shù)結(jié)合到了一起，由于其操作的靈敏性和應(yīng)用的廣泛性，目前已經(jīng)應(yīng)用于各個領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制方法相比，PLC控制技術(shù)操作更加簡單，操作人員更容易上手，經(jīng)過短時間的培訓(xùn)就能夠達到熟練的程度，并且有更高的準確性和抗干擾的能力，從而也有更長的使用壽命，對于設(shè)備的后期維護也更容易。

1.2 變頻器的簡介

圖1：交-直-交變頻器的基本結(jié)構(gòu)

變頻器，顧名思義是變換頻率的，簡單來說，就是通過對頻率的調(diào)節(jié)，到達設(shè)備電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，最終使整個設(shè)備的運行達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。通常情況下，設(shè)備的轉(zhuǎn)速都是固定，這就限制了設(shè)備的用途，因為多數(shù)情況下是需要根據(jù)不同情況來不斷調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，而變頻器的出現(xiàn)不僅僅能夠調(diào)節(jié)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，還能夠借助一些電子元件，使設(shè)備的功能性更加完善，因此變頻器已經(jīng)是工業(yè)發(fā)展必不可少的設(shè)備，應(yīng)用范圍也十分廣泛。目前市場上變頻器的型號種類很多，那不同的而應(yīng)用領(lǐng)域提供了不同的選擇。對于變頻器的選擇應(yīng)該根據(jù)使用范圍的不同綜合考慮，選擇符合實際需要的變頻器，中小變頻器中較為常見的是交-直-交電壓型變頻器（如圖1）。同時，目前變頻器多與PLC技術(shù)融合使用，這種情況下，對于變頻器的選擇就要重點考慮是否與PLC系統(tǒng)型號匹配，這樣才能達到最優(yōu)的配置，達到提高生產(chǎn)效率的目的。

2 PLC控制系統(tǒng)及變頻器在起重設(shè)備中的應(yīng)用

前面提到，傳動的起重設(shè)備多采取機械式單機操作模式，對于這種操作方式來說，磨損程度大，設(shè)備使用壽命短，而且后期維護困難，維修費用高。而PLC采用開關(guān)邏輯控制，結(jié)合計算機的應(yīng)用，實現(xiàn)了電子化控制，甚至是智能化控制。這樣的控制方式能夠延長機器設(shè)備的使用年限。同時，起重設(shè)備多應(yīng)用于環(huán)境惡劣的情況下，設(shè)備的運行狀態(tài)容易受到外界環(huán)境的干擾，而PLC的自動控制技術(shù)方面有著很強的優(yōu)勢，通過掌握設(shè)備的基本信息展開合理控制，抗干擾能力很強，因此能夠使起重設(shè)備的運行狀態(tài)更加穩(wěn)定。而且，PLC控制系統(tǒng)的加入，使機器設(shè)備從原始的單機控制過度到聯(lián)機控制的模式，有效提高了設(shè)備的性能，通過聯(lián)機的方式，可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，通過計算機發(fā)送給管理部門，實現(xiàn)遠程控制，同時能夠?qū)υO(shè)備的運行狀況進行監(jiān)管和記錄，這樣以來，就能夠?qū)崿F(xiàn)通過計算機和電子技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備運行過程中的自動化。

對于沒有加入變頻器的傳統(tǒng)起重設(shè)備來說，由于固定的轉(zhuǎn)速使得設(shè)備的運行受到客觀條件的制約，而變頻器能夠?qū)υO(shè)備運轉(zhuǎn)速度展開有效調(diào)節(jié)，確保設(shè)備能夠根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)速度，同時調(diào)節(jié)的效率是很高的，基本能到100%，更重要的是，變頻器可以不間斷調(diào)節(jié)，這樣就能夠有效的提高設(shè)備的工作效率，這樣還能在一定程度上達到節(jié)約用電量的目的，特別是在工業(yè)生產(chǎn)中，基本的要求就是注重節(jié)能減排。

目前，市場上多數(shù)的變頻器大多可以進行聯(lián)網(wǎng)，這樣以來，PLC與變頻器結(jié)合應(yīng)用到起重設(shè)備中，可以使設(shè)備實現(xiàn)有效連接。PLC可以用來實現(xiàn)設(shè)備的遠程控制，變頻器可以調(diào)節(jié)設(shè)備轉(zhuǎn)速，兩者結(jié)合能夠提高設(shè)備的使用效率，節(jié)約用電量，不僅提升了設(shè)備的使用率，提高了經(jīng)濟效益，同時還實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

3 結(jié)束語

綜上所述，PLC及變頻器應(yīng)用在起重設(shè)備上時，將PLC與變頻器的有效結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對起重設(shè)備的運行狀態(tài)的優(yōu)化，變頻器主要通過電子技術(shù)對設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度進行有效調(diào)節(jié)，從而設(shè)備進行有效控制。變頻器與PLC的有效連接實現(xiàn)了對設(shè)備的遠程控制，最終達到了提高設(shè)備使用效率、提高經(jīng)濟效益、節(jié)能減排的目的。