智能控制技術在抓斗起重機上的應用

曹永新

摘 ?要：抓斗起重機在目前的吊裝工作實踐中有著重要的應用，為了實現起重機吊裝效率的提升和質量的提高，強調起重機的吊裝控制有積極的意義。就目前的資料分析來看，智能控制技術在抓斗起重機的應用實踐中有所利用，且有效地提高了起重機使用的整體效果，所以說智能控制技術在抓斗起重機的控制實踐中有突出的作用價值。文章介紹了一種智能化控制系統應用于移動式港口起重機，在進行抓斗作業時智能識別物料密度并最大限度地抓取物料而不產生過載，進而提升裝卸效率，增加起重機的工作壽命，另外系統提供簡單的操作即可自動完成抓斗的開閉動作，減少司機的勞動強度，縮短了抓斗作業循環周期。

關鍵詞：智能控制技術;抓斗起重機;應用

中圖分類號：TH218 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0163-02

Abstract： Grab crane has an important application in the current hoisting practice. In order to improve the hoisting efficiency and quality of the crane， it is of positive significance to emphasize the hoisting control of the crane. According to the analysis of the current data， the intelligent control technology has been used in the application practice of the grab crane， and effectively improves the overall effect of the crane， so the intelligent control technology plays an outstanding role in the control practice of the grab crane. This paper introduces the application of an intelligent control system to the mobile port crane， which intelligently identifies the material density during the grab operation and grabs the material to the maximum without overload， so as to improve the loading and unloading efficiency， so as to increase the working life of the crane， in addition， the system provides a simple operation to automatically complete the opening and closing action of the grab， thus reducing the labor intensity of the driver and shortening the cycle of grab operation.

Keywords： intelligent control technology; grab crane; application

引言

抓斗在進行散料抓取作業時通常采用的是手動或半自動控制，抓取的物料多少難于控制，時多時少，抓少的時候不能滿斗，影響效率，抓多時引起超載，對機械結構不利。為了解決此問題，研究人員對抓斗起重機的智能化控制進行積極的分析，并嘗試建設自動化控制系統，經過不斷的努力，在實踐中得以應用的智能化控制系統面世。從系統的具體分析來看，該系統通過智能記憶每次抓斗重量，通過調節支持繩力矩控制抓斗閉斗時的抓取量，滿足每次抓取物料接近額定負載。這不僅實現了起重機工作效率的提升，也有效解決了起重機應用中受力不平衡等安全隱患，可以說，智能控制技術對于抓斗起重機的實際應用有非常顯著的價值。

1 基于智能控制系統的抓斗起重機分析

要分析研究起重機在應用了智能控制系統之后的具體工作效果，需要對應用了智能控制系統的抓斗起重機整體結構做分析，以下是相關內容的介紹。

1.1 抓斗的組成及效率分析

抓斗是抓斗起重機的重要組成部分，在實際應用中有突出的價值。從具體分析來看，抓斗的而機構如圖1：抓斗由兩片顎組成，連接在抓斗頭部和一根交叉梁上，交叉梁相對于抓斗頭部的運動使抓斗打開或閉合，抓斗頭部通過兩根鋼絲繩與支持卷筒相連，這兩根鋼絲繩被稱為支持鋼絲繩，抓斗交叉梁由“開閉鋼絲繩”控制，它通過滑輪組控制抓斗的打開和關閉，稱之為開閉繩。

在了解了抓斗的具體結構之后可以對其的工作效率進行分析。從現實應用分析來看，抓斗在作業過程中需滿足力矩曲線圖，抓斗閉合后趨于額定負載100%視為理想狀態，低于額定重量80%視為欠載，高于100%將產生超載，需要重新抓取。簡言之，抓斗的工作效率受抓取狀態的影響，所以了解抓斗的狀態并作控制現實價值顯著。

1.2 驅動系統

抓斗起重機的持續性工作和抓斗起重機的驅動系統有顯著的聯系，所以要穩定起重機的具體利用，必須要在全面了解驅動系統的基礎上保證驅動系統運行的穩定和持續。從現階段的資料研究分析來看，智能控制系統應用下抓斗起重機驅動系統由兩個獨立的卷揚構成，每個卷筒通過液壓馬達控制正反兩個方向轉動，從而使纏繞再卷筒上的鋼絲繩對抓斗進行開閉控制。

1.3 控制系統

控制系統在抓斗起重機的工作實踐中發揮著關鍵性作用，如果控制系統出現了問題，抓斗起重機的具體應用會陷入困境。在未應用智能控制系統的時候，控制系統具有包括了機械控制和人為控制兩部分，但是在使用了智能控制技術之后，控制系統的自動化、智能化更加突出，其具體的系統構成為PLC控制器、馬達、重量傳感器、ABS編碼器等，就這些設備的具體使用來看，控制器負責整個控制系統的邏輯輸入與輸出，馬達通過電磁閥驅動卷揚轉動，編碼器負責檢測卷揚運行的圈數。

在深入了解控制系統之后，為了有效使用智能控制系統，并對其控制實踐中的問題進行解決，還要明確控制系統的基本控制原理。研究實踐表明，在系統控制過程中，智能控制系統之所以表現出自動化特征，主要是因為使用了自學習算法。當閉斗結束后通過控制器讀取載荷數據，并與當前幅度額定載荷進行比較，如果所吊物料小于額定重量，則在下一次的物料抓取作業時將按一定比例減小支持繩力矩，抓斗閉斗時會進一步下沉，抓斗將抓取更多的物料，當閉斗結束后通過控制器讀取當前載荷數據，并與當前幅度下的額定載荷進行對比，物料重量會進一步趨于額定載荷，經過3-4個循環抓取后使抓取物料重量趨于額定載荷。

2 智能控制技術在抓斗起重機應用中的效果分析

為了確定智能控制技術在抓斗起重機應用中的具體效果采用回顧性分析的方法對傳統抓斗起重機和智能控制技術應用起動機的具體使用結果組分析對比，以下是具體的對比總結。

第一是工作效率。回顧性分析抓斗起重機的具體利用案例。在分析中共總結了7個案例，其中4個為傳統抓斗起動機，3個為利用了智能控制技術的抓斗起重機。對工程項目做分析發現7個項目的工程量相當。從起重機開始使用到結束，傳統抓斗起重機的利用共維持了15天，而利用智能控制技術的抓斗起重機，其工作實踐一共維持了10天，這說明擁有智能控制系統的抓斗起重機，其用10天完成了一般抓斗起重機15天的工作量，由此可知，利用智能控制系統的抓斗起重機其工作效率明顯更高。簡單來講，擁有智能控制系統的抓斗起重機，其在工作實踐中表現出的高效率對于起重機價值發揮起到了重要的作用。

第二是在資源消耗方面。就一般的抓斗起重機具體利用來看，其工作狀態的穩定需要有工作人員看護，而且具體的抓斗工作還需要工作人員進行調整，所以在起重機利用中，必須要配置專門的工作人員。但是使用了智能控制系統的抓斗起重機，其能夠實現自我的調節和控制，保持工作狀態的穩定性，不需要有專門的工作人員進行看護，所以利用智能控制系統的抓斗起重機，其實現了人力資源的有效節約。在工作實踐中，人力資源消耗越多，成本投入也會越高，利用智能控制系統進行抓斗起重機控制，人力消耗減少，成本投入顯著降低，所以此類型起重機的使用實現了項目實施的成本縮減。

第三是在管理方面。從現實分析來看，一般的抓斗起重機因為在具體工作實踐中容易出現超載的情況，所以起重機的安全性大打折扣，設備零部件也會經常性出現故障，這會導致起重機使用成本的提升。再者，就一般起重機應用來看，因為還涉及人員，所以需要強調人員管理，如此一來，一般的起重機應用需要投入較多的管理成本。利用智能控制系統進行起重機的控制，因為抓斗的抓取工作在智能控制下能夠保持處在理想的狀態，所以設備超載所導致的問題可以有效解決。另外，智能控制技術應用有效減少了人員控制，所以在管理實踐中，人員管理的內容會縮減，如此一來，控制技術應用下的智能抓斗起重機為管理節省了大量的資源。簡言之，智能控制系統下的抓斗起重機應用對于管理的規范性、一致性有非常顯著的效果。

3 智能控制技術使用基礎上的抓斗起重機應用注意事項

就智能控制系統抓斗起重機的具體應用來看，注意事項重要有兩點，以下是具體的分析。

第一點是需要構建監督管理系統。智能控制系統抓斗起重機的具體使用依靠的是自動化程序以及相關的設備，一旦出現問題或者是控制程序出現紊亂，整個控制系統會出現較大的問題，起重機的使用穩定和持續也會大受影響，所以為了及時發現控制系統問題和設備故障，需要構建完善的監督管理系統，一方面是實現對控制系統的全面監督，另一方面實現對控制系統的即時管理。總之，監督管理系統的建設對設備的具體功能發揮有突出的效果。第二點是需要基于智能控制系統做應急預案的規劃和設計。就現實分析來看，雖然智能控制系統的使用可以實現抓斗起重機控制的自動化，但是在實踐應用中，程序等故障會影響自動化控制，甚至會造成安全事故，所以必須要針對可能出現的問題規劃設計應急預案，一旦出現安全事故，要第一時間啟動應急預案，這樣，故障影響可以得到控制，智能控制系統所造成的損壞會及時挽救。

4 結束語

綜上所述，就抓斗起重機的具體利用分析來看，智能控制系統的應用能夠有效提升抓斗式起重機的工作效率，提升控制的精準度并節省工作實踐中的資源和能量消耗，所以智能控制系統抓斗起重機的現實利用有非常突出的價值。文章基于智能控制系統對智能抓斗起重機的整體結構進行全面的分析，并對此類型起重機在實踐中的利用做對比分析，發現此類型的起重機在實際利用中存在著突出的價值。總之，智能抓取技術在移動式港口起重機上應用可以大大提高裝卸效率，減少操作人員勞動強度，而且在成本控制方面也有顯著的效果，所以分析其應用對今后的推廣應用提供很好的借鑒。

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