電子智能控制技術(shù)在起重機(jī)上的應(yīng)用

文/李陽 杜欣 徐曉飛

起重機(jī)就是指一種可以在一定范圍內(nèi)對重物進(jìn)行垂直提升與水平搬運(yùn)的多動作起重機(jī)械。在使用電氣控制技術(shù)對起重機(jī)進(jìn)行操縱時，通常會消耗大量的能源，且機(jī)械經(jīng)常會由于受力過大而發(fā)生鋼絲斷裂或是電機(jī)損壞的問題。電子智能控制技術(shù)在起重機(jī)上的應(yīng)用，可以有效改善這些問題，提高起重機(jī)的工作效率。

1 起重機(jī)電子智能控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

起重機(jī)的電子智能控制系統(tǒng)通常是由PLC 控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測技術(shù)、現(xiàn)場總線控制技術(shù)以及HMI 技術(shù)等多個環(huán)節(jié)共同協(xié)調(diào)控制的。在電子智能控制系統(tǒng)對起重機(jī)進(jìn)行控制的過程中，起升機(jī)上安裝的絕對編碼器可以全面的掌控鋼絲繩的位置，并將采集到的信息傳遞給PLC 的檢測模塊，再由PLC 內(nèi)部安裝的控制結(jié)構(gòu)對接受到的信息進(jìn)行指揮與調(diào)動。如果PLC 的檢測模塊檢測到起重機(jī)的鋼絲繩存在安全隱患，其內(nèi)部安裝的控制結(jié)構(gòu)就會自動指揮起重機(jī)立即停止所有的提升與搬運(yùn)工作。同時，起重機(jī)內(nèi)部安裝的制動控制系統(tǒng)還會通過PLC 內(nèi)部設(shè)置的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序?qū)邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的計(jì)算與處理，并將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)利用現(xiàn)場控制總線傳遞給運(yùn)行中的每一個變頻器、驅(qū)動器以及制動器，進(jìn)而在各組織環(huán)節(jié)共同的協(xié)調(diào)合作下完成對起重機(jī)整體控制。

2 電子智能控制技術(shù)在起重機(jī)上的應(yīng)用

2.1 PLC控制技術(shù)

PLC 控制技術(shù)的全稱其實(shí)是可編程邏輯控制器，他的控制原理，主要是利用一類可編程的存儲器，作用于其系統(tǒng)內(nèi)部安裝的存儲程序，來智能化的完成順序控制、邏輯運(yùn)算等現(xiàn)場執(zhí)行的指令，并依靠數(shù)字或模擬器的輸入與輸出，來對各種大型機(jī)械或者生產(chǎn)流程進(jìn)行控制。PLC 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)有很大一部分是相同的，都是由電源、存儲器、中央處理器、輸入輸出接口電路以及其功能模塊與通信模塊組成的。在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的選用時，需要根據(jù)不同起重機(jī)的實(shí)際情況與使用功能來選擇更適合起重機(jī)工作的PLC 控制系統(tǒng)。面對以開關(guān)量為整體控制的操作項(xiàng)目時，可以適當(dāng)忽略PLC 控制系統(tǒng)對起重機(jī)速度的控制，選用價格與性能較低的PLC控制系統(tǒng)就可以完成。面對以開關(guān)量控制為主，模擬量控制為輔的操作項(xiàng)目時，就需要選擇價格稍高的，具備數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)學(xué)運(yùn)算與模擬轉(zhuǎn)換程序的PLC 控制系統(tǒng)。當(dāng)面對的是對系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)計(jì)算有嚴(yán)格要求的操作項(xiàng)目時，就需要根據(jù)操作項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)營情況與起重機(jī)的主要使用目的來選用價格較高的，具備矩陣功能與診斷功能的PLC 控制系統(tǒng)。

2.2 變頻調(diào)速技術(shù)

變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)上的基本應(yīng)用原理，是根據(jù)起重機(jī)內(nèi)部安裝的電機(jī)的轉(zhuǎn)速與起重機(jī)工作電源的輸入頻率成正比的關(guān)系，通過改變起重機(jī)內(nèi)部安裝的電動機(jī)的工作電源頻率，來完成控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。而變頻器就是在上述原理的基礎(chǔ)上通過直流電源與交流電源的變換技術(shù)、電力電子技術(shù)以及微電腦控制技術(shù)來對機(jī)械完成操作與控制的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)通常具有效率較高、精準(zhǔn)度較好、對速度的控制范圍較寬的特點(diǎn)。工作人員在利用變頻調(diào)速技術(shù)對起重機(jī)進(jìn)行操作時，應(yīng)充分結(jié)合操作項(xiàng)目的實(shí)際情況與工作的任務(wù)需求，對控制系統(tǒng)實(shí)行合理的調(diào)節(jié)，以在提高起重機(jī)工作效率的同時，保證起重機(jī)工作、運(yùn)行的安全、穩(wěn)定。

2.3 傳感技術(shù)及檢測技術(shù)

傳感器作為一種被廣泛應(yīng)用的檢測裝置，可以準(zhǔn)確的采集到被測量的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)，按照特殊的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號，或是其他項(xiàng)目操作需要的形式的信息進(jìn)行輸出，以完成對系統(tǒng)信息的傳輸、處理、存儲以及顯示，進(jìn)而達(dá)到對起重機(jī)的全面控制。傳感器具備著微型化、智能化、系統(tǒng)化與網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)點(diǎn)。是完成起重機(jī)自動檢測與自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器的發(fā)展與更新，讓機(jī)械有了觸覺、嗅覺與味覺等全方面的感官，讓機(jī)械由從前冰冷的金屬開始逐漸擁有了生命。在起重機(jī)中合理應(yīng)用傳感與監(jiān)測技術(shù)，可以很好的監(jiān)控起重機(jī)在運(yùn)行過程中每一個細(xì)節(jié)的變化，在起重機(jī)運(yùn)行發(fā)生故障時，可以快速的向起重機(jī)內(nèi)部安裝的PLC 控制系統(tǒng)傳遞信號，進(jìn)而完成對起重機(jī)的全面、準(zhǔn)確控制，有效保障起重工作的安全、高效運(yùn)行。

2.4 現(xiàn)場總線控制技術(shù)

起重機(jī)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是一種由設(shè)備的現(xiàn)場儀表通過互相之間的串聯(lián)與起重機(jī)控制室內(nèi)的人機(jī)界面所構(gòu)成的控制系統(tǒng)，通常具備全數(shù)字化、全分散、全開放與可互操作的系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)。也正是因?yàn)檫@一系列運(yùn)行特點(diǎn)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在當(dāng)前工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用具備著顯著的優(yōu)勢。在起重機(jī)中合理應(yīng)用現(xiàn)場總線控制技術(shù)，可以有效加強(qiáng)對起重機(jī)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況的監(jiān)控力度，為操作人員提供更多全面、準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在很大程度上提高起重機(jī)的運(yùn)行可靠性，使起重機(jī)的運(yùn)行工作更加安全、穩(wěn)定。

2.5 HMI技術(shù)

HMI 技術(shù)也被成為人機(jī)界面，是起重機(jī)內(nèi)部控制系統(tǒng)與操作人員之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要媒介。HMI 技術(shù)在起重機(jī)中的合理應(yīng)用，可以有效實(shí)現(xiàn)起重機(jī)數(shù)據(jù)的內(nèi)部形式與人類可以感受到的數(shù)據(jù)形式的靈活轉(zhuǎn)換，簡單來說，凡是存在人機(jī)信息交流的領(lǐng)域，正常情況下都會存在人機(jī)界面。此外，在起重機(jī)中充分應(yīng)用HMI 技術(shù)，還可以有效促進(jìn)起重機(jī)內(nèi)部安裝的PLC 控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)合作。

3 結(jié)語

綜上所述，在將電子智能控制技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)的過程中，應(yīng)明確起重機(jī)電子智能控制系統(tǒng)的的運(yùn)行方式，并加大力度注重電子智能控制技術(shù)中的PLC控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測技術(shù)、現(xiàn)場總線控制技術(shù)以及HMI 技術(shù)在起重機(jī)中的合理應(yīng)用，以提高起重機(jī)的工作效率與運(yùn)行安全性。