解析變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用

王沛源 楊州

摘要：本文以解析變頻器和PLC再大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用為主要內(nèi)容進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下大型起重機(jī)控制系統(tǒng)、變頻器以及PLC控制技術(shù)、變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用為主要依據(jù)，從變頻器在起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)中的使用、運(yùn)行整個體系中變頻器的使用思路、PLC在大型起重機(jī)中使用這幾方面進(jìn)行深入探討和分析，其目的在于加強(qiáng)變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：變頻器;PLC;大型起重機(jī)控制

大型起重機(jī)控制系統(tǒng)

大型起重機(jī)控制系統(tǒng)主要是電力拖動以及電氣控制部分形成的，電力拖動部分的主要作用是為各個組織提供源源不斷的動力，并對速度進(jìn)行合理控制。電氣控制部分的主要作用是對起重機(jī)進(jìn)行合理操縱和合理控制，是整個控制系統(tǒng)的中心?，F(xiàn)在大型起重機(jī)使用常用系統(tǒng)一般是供電系統(tǒng)、繼電器、電動機(jī)以及電器等，起重機(jī)中涉及的電器主要是主令控制器、電阻器和接觸器等，因為大型起重機(jī)工作實際環(huán)境比較惡劣，條件非常復(fù)雜，大型起重機(jī)的主要工作是間斷性進(jìn)行的，電動機(jī)一直在不停的工作和運(yùn)動，時刻保持在制動情況下，同時，負(fù)載比較集中，總是會達(dá)到額定起重重量。

并且對起重機(jī)的精準(zhǔn)度要求也是非常高的，所以，大型起重機(jī)的合理控制需要從以上工作特征上著手進(jìn)行[1]。

變頻器以及PLC控制技術(shù)

最近幾年，變頻器是一種新型調(diào)速控制元件，并且此種技術(shù)不斷被使用在工業(yè)控制領(lǐng)域之中，在機(jī)床、電梯等設(shè)備上應(yīng)用取得了良好效果。不過因為此種設(shè)備價格比較昂貴，在起重機(jī)中應(yīng)用情況比較少見。因為起重機(jī)機(jī)械的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了更多大型化和智能化的機(jī)器，加上現(xiàn)在變頻器技術(shù)的日漸成熟，變頻器和PLC結(jié)合是現(xiàn)在起重機(jī)中使用比較常見的一種控制技術(shù)[2]。

變頻器是使用在變頻技術(shù)和微電子技術(shù)上的一種技術(shù)，借助改變電機(jī)工作內(nèi)電源的頻率完成工作，實現(xiàn)對電流的合理控制。變頻器一般是交流變直流、逆變器、制動單元等形成，變頻器主要是借助內(nèi)部IGBT快速通斷實現(xiàn)對電源的電壓和品類的合理控制，依據(jù)電機(jī)的工作情況為其提供充足的電源電壓，從而可以實現(xiàn)節(jié)能調(diào)速工作基本目標(biāo)。

PLC是可編程邏輯控制器的簡單稱呼，自身存在可靠性、抵抗各種感染能力，功能性比較強(qiáng)，具有一定拓展性能，整個系統(tǒng)的開發(fā)時間斷，維修和修護(hù)起來比較方便，容易改造，體積不打，重量非常輕便，消耗能量比較低等一些列特征，在性能上相對于計電接觸器控制性能更好。從整個系統(tǒng)性能價格上分析，PLC控制相對于繼電器存在的優(yōu)勢更多，使用其中更加方便[3]。

變頻器和PLC在大型起重機(jī)控制中的應(yīng)用

QD50/5–22.5A5是通用橋式起重機(jī)，此起重機(jī)是由金屬結(jié)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行以及電器設(shè)備形成的，起升機(jī)構(gòu)一般是主起升、副起升機(jī)構(gòu)，而運(yùn)行機(jī)構(gòu)則是指大車和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。

變頻器在起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)中的使用

變頻器在大型起重機(jī)中使用能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，進(jìn)而可以降低沖擊載荷，使用常見轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速形式，變頻器可以直接改變電源的頻率，進(jìn)而可以改變整體轉(zhuǎn)速，避免電量浪費，使得整個機(jī)器可以平穩(wěn)工作。并且起升機(jī)構(gòu)屬位是負(fù)載機(jī)構(gòu)，對于起動和制動控制需求比較高，并且需要對位置進(jìn)行合理控制，研究的主要內(nèi)容和對象就是起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)，主起升機(jī)構(gòu)應(yīng)用一臺變頻器進(jìn)行驅(qū)動，并且需要在整個過程中不斷強(qiáng)化控制精度，使用旋轉(zhuǎn)編碼器都對設(shè)備進(jìn)行合理建設(shè)，進(jìn)而可以滿足整個起升體系信息數(shù)據(jù)足夠準(zhǔn)確，副起升機(jī)器重點受到以往繼電器的科學(xué)控制影響。起升機(jī)器體系實際工作過程中總是圍繞額外電流加以參考，且變頻器存在的額定電流應(yīng)該大于等于電動機(jī)預(yù)設(shè)的額定電流，在計算之后可以得出，變頻器額定電流應(yīng)該在滿足額定電流標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)基礎(chǔ)上開展工作。起升機(jī)構(gòu)控制形式為PG矢量控制形式，整個體系中的編碼器信號信息會穩(wěn)定的傳遞在PLC系統(tǒng)之中，借助程序?qū)ζ鹕龣C(jī)構(gòu)的升降系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，自身存在比較高的穩(wěn)定性，能夠快速對系統(tǒng)進(jìn)行響應(yīng)。

運(yùn)行整個體系中變頻器的使用思路

通常而言，大車發(fā)動機(jī)制一般包含了電動機(jī)和變頻器兩個部件，具體來講是兩臺電動機(jī)器與一臺變頻器，由于實際運(yùn)行體系并不嚴(yán)格的要求整個體系，且實際工作效果比較單一化，因此調(diào)速運(yùn)行單位在工作過程中應(yīng)該使用相同類型的變頻器加以工作。此變頻器在實際工作中的容量一定要大于等于兩臺電動機(jī)的容量矢量和，控制模式一般是V/F，不能夠采用矢量控制形式。運(yùn)行機(jī)構(gòu)起動時間一定要滿足實際情況，對不同狀態(tài)要選擇自由制動和強(qiáng)制制動形式控制[4]。最后對于體系的停止運(yùn)行，可以按照停止模式加以設(shè)計，停止具體時間能夠結(jié)合實際情況科學(xué)化設(shè)置，保證期可以使用體系的操作需求，促使起升體系在具體工作中可以存在啟動轉(zhuǎn)矩，可以依據(jù)設(shè)置機(jī)械運(yùn)行的時間和電流的關(guān)聯(lián)，對變頻器進(jìn)行使用方案的設(shè)置。

PLC在大型起重機(jī)中使用

控制系統(tǒng)為PLC、主令開關(guān)、指示燈和顯示裝置等形成，在PLC系統(tǒng)中，能夠直接將安全部件之中的得到的檢測信號全部保存在PIC輸入系統(tǒng)之中，比如：大車限位開關(guān)、起重限制器信號等，起重機(jī)在啟動期間，一般是變頻器以及PLC輸出端共同控制和管理的。結(jié)合啟動具體情況做出具體分析，將工作急需的輸入信號個數(shù)進(jìn)行確定，進(jìn)而通過一定程度再對開關(guān)進(jìn)行合理控制，最終可以模擬輸入點和輸出點，并且，此系統(tǒng)需要八路模擬量進(jìn)行信號輸送，四路為輸出信號，是變頻器控制信號，并且需要數(shù)字輸入和輸出，因此CUP要選擇CUP226模塊，數(shù)字輸入一般使用EM223。

結(jié)束語

運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般的都是兩臺電機(jī)使用一個變頻器形成的，運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作頻率相對比較少，能夠最大限度節(jié)約成本，在調(diào)速運(yùn)行機(jī)構(gòu)中需要使用一臺變頻器工作。變頻器的選擇需要以電動機(jī)的額定功率為主，一般情況下使用額定功率大的一級變頻器。

參考文獻(xiàn)

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王少洋，張春萌，黃安雙. PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)在加料起重機(jī)中的應(yīng)用[J].重工與起重技術(shù)，2017：22.