解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用

任超才

摘 要：变频器与PLC是现代化工业最常应用的技术，将其运用于大型起重机中，是提升起重机运行效率的重要举措。文章以变频器和PLC技术为前提，分析了其在大型起重机中的应用，希望能够为广大同仁提供支持。

关键词：变频器；PLC；大型起PLC重机；控制

在大型起重机的控制工作方面，运用变频器与PLC，除了能够提高运行系统的稳定性与安全性以外，也可以减小设备出现故障的几率，进而提高系统的传动效率。所以，文章针对大型起重机的控制问题，对这两种技术的运用进行了分析。现阶段大型起重机主要向大型化、专业化、智能化等多个方面发展，其中以自动化与智能化这两个方面为主，而变频器和PLC的运用，恰好是实现其自动化与智能化发展的重要内容。

1 起重机控制系统运行需求

（1）在起重机设计的相关规范中，对起重机械的额定工作载荷进行了规定，即必须要在110%额定载荷基础上才能保证正常工作。如果供电系统波动只是额定值-10%，那么这时起升额定载荷，不管载荷位于何种位置，起重机的控制系统都应确保运行的正常性，且不会出现溜钩的现象。刨除控制方案允许的情况，不管控制手柄所处位置如何，只要是在正常工作下，系统额定载荷的下降速度都要小于额定速度120%。对于这一点，一般可以设定变频器参数，或是连接光电编码器等形式实现。

（2）一旦制动器的线路出现故障，那么这时要立即将电动机与制动器电源切断，基于此，制动器线路中应该要设置安全保护设备。

（3）对变频器与PLC控制系统进行运用，能够有效支持起重机实现多点控制，各个控制点之间相互连接，无论任何时间只允许一个工作点运行，并且各个控制点都要配备紧急断电设备[1]。

（4）如果发生意外断电现象，起重机控制系统需要运用与之相适合的举措，以保证制动器动作的安全性，以免机械设备出现破损。

2 变频器与PLC的应用

（1）在大型起重机中运用变频器，对于其控制系统而言，需要选择与之相适应的变频器，并符合如下要求，变频器结构图如下图1所示：①为了有效实现远程诊断功能，确保能够和外部通信控制进行连接，可以针对变频器为其提供标准形式的接口，并且通过对制动断续器的运用，连接内外部系统并制动电阻，使系统能够体现动态制动的特点，从而对减速时间进行控制[2]；②对于变频器而言，应该具备多样化的保护功能，当存在接地故障或是过电流故障，可以通过自动保护功能对系统进行保护；③变频器必须要有极强的抗冲力，在运转环节中借用运动转矩与闭环矢量控制，建立多段控制，从而符合标准要求。

（2）在大型起重機中运用电动机，相对于起重机而言，需要合理确定电动机的容量，通常要根据特定公式完成计算。与此同时，在确定电动机的过程中，要综合考虑如下内容：① 电动机极限转矩值和负载力矩之间的联系要大于两倍，能否承担国标规定的电压波动值要求；② 对额定负载进行综合考虑。

（3）一般在动机运行的过程中，难免会存在负载，如果这些负载在某一情况下转化，转变为机械能，那么在对其进行处理时，需要对制动单元进行运用。通常情况下，对于起重机系统来说，为了能够保证这些能量处理的有效性，主要是运用以下两种形式：① 通过直流线层面回馈的运用，使能量转变为流向电网，这一处理方式不仅对电网的要求较高，回馈设备也非常昂贵，违反了经济性的基本原则[3]；② 通过制动电阻这一方法，利用制动单元吸收能量，这一方法也是实践过程中运用最为普遍的方法。

3 起重机控制系统的运行

针对起重机系统而言，变频器的使用主要体现为以下几个方面：① 利用DTC技术，即使没有测速发电机和光码盘作为支持，依然可以实现零转速满转矩这一要求，借助低电流支持大转矩，从而对系统反馈这一环节提供支持。② 系统中电动机通过磁通的优化，能够降低噪声带来的影响，与此同时也能够满足负载的标准要求，将其运行效果进行改善，在这一环节中，系统通过电动机所具备的多种负载作用，能够实现运行效率的提升。

一般起重机系统的管理与运行，都是以电控系统为前提，在这其中电控系统主要是PLC，由于PLC的性能较好，所以能够为外部电气元件的评估提供支持，对性能进行检测，也极大的体现了作业的直接性，使自动控制成为现实。对于起重机控制，变频器与PLC的应用已经收获了十分可观的效果，尤其是在经济方面，这两者的使用将成本投入缩减，并且提高了系统内设备的使用质量与效率；在环境方面，由于传统的起重机系统电能消耗率较高，加之转子回路的缘故，导致能源浪费现象严重，然而变频器与PLC的运用，能够将这一现象进行环节，由此可见其在大型起重机运用的必要性。

4 结语

综上所述，在大型起重机中运用变频器和PLC，是提升起重机运行效率与效果的重要举措，随着时代的发展这两者的运用已经获得了十分显著的效果，并且也会在不远的未来研发出更为高效的起重机运行措施。

参考文献

[1]许旭.变频器及PLC在陆水电厂桥式起重机控制系统改造中的应用[J].价值工程，2016，（4）：101-103.

[2]吴炳章.PLC与变频器在桥式起重机控制系统改造中的应用[J].质量探索，2016，（6）：68，67.

[3]马中品，王安强，焦学兰.PLC與变频器在桥式起重机控制系统改造中的应用研究[J].科技经济导刊，2016，（26）：59.

（作者单位：西安特种设备检验检测院）