解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用

王磊（中国船级社质量认证公司，北京 100006）



解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用

王磊
（中国船级社质量认证公司，北京 100006）

【摘要】现如今，能源逐渐减少，社会各界人士越来越关注节能，由于大型起重机十分耗能，也就成为了节能降耗的主要对象。本文主要探究了分析大型起重机，变频器以及PLC在大型起重机控制中的应用，应用变频器以及PLC控制大型起重机的方式与变频器以及 PLC 在大型起重机控制中应用所获得的效果。

【关键词】解析变频器 PLC 大型起重机

在国民经济的发展过程中，起重机械是十分重要的物料搬运的设备，现如今，我国经济的发展十分迅速，国内对于起重机的需求也在逐渐增加。由于在工作中，起重机要经常制动以及启动，对于电网的冲击十分大，就造成了十分严重的浪费，由于起重机能够使物料的水平移动并垂直升降或者垂直升降得以实现，在下降的过程中起重机是电能与势能互相转换的过程，所以，能够对势能转换的电能进行回收，并且根据起重机馈电的装置回送到供电网络，或者让其他设备使用，进而实现节约能源，基于此，目前，国内外对于起重机节能的技术进行了研究，特别是大型起重机节能的技术。

1 分析大型起重机

货运码头是大型起重机主要被应用的地方。由于起重机的工作十分繁忙，起重的负荷也很大，而且施工的环境较差，但是组织生产要求起重机的调速性能、系统稳定性的需求以及精准的定位。一般情况下，在传统起动机中应用串电阻调速的方法较为简单，而且也有明显的缺陷存在，比如说，无法长期在负荷环境下，起动转矩较小，较小的调速范围等缺陷。现如今，社会不断进步，电力电子技术迅速发展，在施工环境中变频调速的技术已经广泛应用，变频技术能够与传动场合相结合。随着这种技术的发展与进步，降低了噪声的污染，节约了资源，有强大的对量小一级进行维护的自控能力，从而促进了短时间内技术被广泛使用。调整启动机以后，在电气传动的系统中加入变频技术，经过良好的改造，在维护方面更加可靠，使系统的稳定性增强，效果显著。［1］

2 变频器以及PLC在大型起重机控制中的应用

一般情况下，通用变频器多采用电压以及频率的协调控制，但是在大型起重机控制系统中应用的话，电机速度如果降低，电机的电压降反而会增加，这就造成了励磁不足，电机就不能有足够的旋转力。为了使这个不足得到补偿，起重机专用的变频器就要通过使电压提升来对电机速度降低进行补偿，从而引起电压低。此外，起重机专用的电频器还要具备能够工作在恶劣环境中、抱闸控制的时间要精准以及过载能力要强大的特征。在大型起重机的控制中变频器以及PLC不仅有调速控制十分精确以及制动与启动平稳的作用，还有高效节能的特点，这在环境恶化严重、能源日渐枯竭的如今，具有十分重要的意义，应用变频器在起重机进行节能主要体现在，第一，改变了调速的方式，与常见的使用转子串电阻进行调速相比，变频器可以直接改变电源频率，从而使转速得以改变，就不需要在外接电阻上浪费电能，提升了电能的利用率。第二，降低了结构的自重，应用电频器进行驱动的电机，它的起动加速十分平稳，可以使起重机对所有机构工作过程的冲击降低，对于优化设计起重机的结构十分有帮助，降低了结构的自重。第三，能量得以回馈，电动机在重物下降或者运行减速制动的时候可能是在发电的状态，这个时候，电频器就能够通过外接电量的回馈装置或者自身将电能反馈到电网中。［2］

3 应用变频器以及PLC控制大型起重机的方式

依据大型起重机的工作要求，想要使起重机得以控制，PLC就要接受操作信号，并且综合处理以及使变频器的输出得以控制，驱动电动机的动作。故障处理、达速控制、运行应答、正反转信号、制动信号以及速度信号是控制起重机与变频器间的联络。大型起重机的变频调速控制的系统要使主机构与副机构进行升降速度的调节，运行速度以及运行机构的调节与保护主副机构的大小车电机和主副机构的小车限位、大车限位、下降限位、上升限位等保护功能等等。起升机构是负载机构，不但对精准的控制制动以及高的转速有要求，还严格要求转矩的控制。两台电机主起升以及负起升各要应用一个变频器，将额定的电流当作基准选择变频器，一般情况下要以变频器、负载率以及额定电流的效率当作依据。应用矢量的控制方法作为控制方式。PLC所接受的电机旋转编码器要经过数模转换卡所送到的反馈信息，防止吊钩下滑。运行机构的两台电机中要使用一个变频器，由于运行机构工作频率比较少，为了使成本得到节约，在运行机构调速中使用一台变频器。要依据电动机额定的功率来选择变频器，一般情况下，要选择比额定功率还要大一级的变频器。［3］

4 变频器以及PLC在大型起重机控制中应用所获得的效果

4.1 给环境带来的良好效果

传统起重机系统的能源消耗十分巨大，然后加上转子回路以及使用电阻进行串接的方法，就会导致能源的浪费十分严重，应用变频器以及PCL，就可以使这个问题得以有效避免。

4.2 给经济带来的良好效果

应用变频器以及PCL，就会使设备维修成本得到有效的降低，延长系统中所有设备的使用寿命，特别是接触器的寿命，在以前的系统中，因为频繁的进行接触，造成触头比较容易烧伤，从而提升了设备利用的成本。但是应用了变频器以及PCL，使这个问题得到了有效的解决，还带来了经济效益。而且，回馈到电网中的能量不会再有机械能，从而保证了正常的电网功率，这样对于变压器以及供电线路方面的投资就不再需要了。

5 结语

现如今，工业自动化的水平逐渐提升，变频器以及PLC自身的功能与性能不断的完善，变频器以及PLC在大型起重机控制中的应用使控制系统得到了简化，让调速质量得到了提升，运行以来其系统调速十分平稳，大大降低了设备的故障率，可靠安全，而且交流变频的技术使电动机转速的范围得到的扩展，在转动过程中，明显提升了生产的效率。

参考文献：

［1］黄秀娥，张伟.第一届新时达密炼机专用高压变频器应用及技术研讨会在上海召开［J］.橡塑机械时代，2013，（10）.

［2］杨莉莉，李欣梅.核电变频器一拖二运行方式遇到的问题及解决方案［J］.红河水，2013，（5）.

［3］张慧.基于工作过程“PLC与变频器技术应用”课程的改革与实践［J］.牡丹江大学学报，2013，（9）.