智能控制技術在抓斗起重機上的應用

張瑞峰

【摘 要】隨著社會主義市場經濟改革體制的不斷深化，促進了我國造船事業、港口貨運事業等領域的發展，而抓斗起重機作為常用的起重機械設備，在控制系統上應用智能控制技術，尤其是PLC技術和變頻調速技術在抓斗起重機上的應用，使抓斗起重機在作業過程中產生的故障率及維修率得到有效的降低，從而促進了抓斗起重機作業效率的有效提高，使抓斗起重機的智能化和自動化得到更好的實現，確保了抓斗起重機運行的節能性、可靠性和安全性。

【關鍵詞】智能控制技術；抓斗起重機；變頻器；電氣自動化

隨著時代和社會經濟的快速發展，促進了我國各個領域的發展速度，尤其是在碼頭、港口、礦業等行業的生產過程中，經常需要采用到抓斗起重機等起重機械設備，尤其是具有大噸位的造船門式起重機在碼頭、港口中進行安裝作業。但是在抓斗起重機上具有的傳統電氣控制系統耗能大、故障發生率高，導致事故頻發，因此，在抓斗起重機上應用智能控制技術，能夠使抓斗起重機系統在優化之后促進系統具有更高的穩定性和安全性，尤其是PLC技術和變頻調速技術在抓斗起重機上的應用，具有更高的節能性和可靠性。

1.智能控制技術的主要內容

1.1變頻調速技術

變頻調速技術指的是對供電的電源頻率經由變頻器進行有效改變，使電機產生的回轉速得到合理的調節，確保對轉矩的功率和調速進行控制，以此來滿足不同負荷承載所提出的要求。由于變頻調速技術在一定程度上具有高效率、高精度控制、高電機功率和在控制調速的范圍上較寬，同時還能夠使電能得到有效的節約，在起重機上的控制系統上得到廣泛的應用。

1.2 PLC技術

PLC技術又稱之為可編程控制器，其在功能上能夠對邏輯進行重復的編寫、編制和控制，在工業自動化控制中得到了廣泛的應用。具體的說，PLC技術主要包括了CPU（即中央處理單元）、輸入輸出接口、存儲器和通訊接口等控制元件。

1.3其他技術

在智能控制技術中除了包括變頻調速技術、PLC技術之外，還包括了傳感檢測技術和現場總線控制技術等。對于傳感檢測技術來說，旋轉編碼器是在傳感檢測中常用的檢測元器件，在使用上具有響應和精度高、體積小、質量優、運行穩定等優點；而現場總線控制技術應用在抓斗起重機中，主要是在變頻器與PLC之間得到普遍的應用，同時在變頻器和變頻器之間進行的控制、通訊、檢測等方面上都得到了廣泛的應用。在現階段中的起重機上經常使用的現場總線控制技術就是PROFIBUS。

2.抓斗起重機的智能控制系統

2.1抓斗起重機智能控制系統的發展

隨著智能控制技術系統的不斷完善和改進，在抓斗起重機上得到了普遍的應用，雖然我國在抓斗起重機上應用智能控制系統的時間比發達國家比較晚，但是我國在智能控制系統上的研究取得了很大的成就，將先進的控制理論和抓斗起重機控制系統進行有效的結合，在抓斗起重機上應用智能控制系統，尤其是變頻調速系統、PLC控制系統在抓斗起重機上的應用，能夠使抓斗起重機的沉抓功能等得到有效的發揮，促進了抓斗起重機作業的安全性和可靠性，使作業生產率得到有效提高，更好的實現起重機的系統的智能化、節能化和自動化。

2.2抓斗起重機智能控制系統的性能

在抓斗起重機中，應用智能控制系統能夠對深挖、開閉斗等進行控制，使力矩受力情況得到平衡的分配，并且還能夠使位置得到同步化。從一定程度上來說，應用抓斗起重機在作業過程中，能夠對位置進行實時的測量，使得開閉斗進行自動化，對抓斗方式和力矩進行精確的控制，從而降低了操作者的勞動強度，確保物料的抓取量能夠實現最大化，對可能出現的位置偏差進行及時的修正，以此來保證力矩在受力上具有平衡性。

3.智能控制技術在抓斗起重機上的應用

3.1變頻調速系統的應用

在抓斗起重機上應用變頻調速系統，能夠使起重機在運行的時候具有平穩性、可靠性和安全性，尤其讓起重機的起、制動上趨向平緩性，使得起重機在運行過程中產生的加速、減速等產生的振動和沖擊得到有效的減小，使抓斗起重機的機械使用壽命得到有效的延長。同時，在使用交流變頻調速系統能夠根據現場的實際具體情況，對各個結構產生的速度、加速和減速時間進行靈活的調整，確保運行效率得到有效提高，并且在熱耗能上得到有效減小，與傳統的調速系統相比，在電能的節省上更具優勢。另外，由于變頻器本身具有較為完善的保護、監測以及自我診斷等性能，并且還能夠與PLC控制技術進行有效的結合，使抓斗起重機的電控系統具有的安全可靠性得到大幅度的提高。

由于在抓斗起重機上應用智能控制技術，能夠使抓斗起重機在機械部分上具有較強的性能，使轉矩的響應速度得到有效加快，對電動機的啟動、調速等方面進行有效的改善，在升降和開閉上存在穩定性，從而避免出現失控的情況。另外，應用變頻調速系統能夠使主回路得到無觸點化，使主接觸器和電動機的調速電阻、電刷等產生的故障得到更好的消除和降低，使抓斗起重機在運行中的可靠性得到有效提高，并且還能夠大量的節省維修費用，同時還能夠對不同承載重量的運行速度進行加速，讓現場的作業效率得到有效提高。

3.2 PLC控制系統的應用

由于抓斗起重機在對電動機的選擇和使用上，除了要使抓斗起重機的電動機滿足斷續工作的要求外，還需要電動機符合操作頻繁的要求。通常情況下，抓斗起重機在運行的時候，會產生正反兩個不同方向的阻力，再加上電動機在運行的時候在正方兩個方向都會處于電動的狀態下，通過對力矩進行驅動來使拖動機構進行運轉。另外，在抓斗起重機上應用智能控制技術，可以讓操作人員通過對控制器上含有的操作開關、按鈕等，對各個機構的運行、調速和停止等進行操作控制，而在利用抓斗進行對抓取物料提升的時候，會受到開閉鋼絲繩受力的影響，導致鋼絲繩出現損壞的現象，因此，這就需要對鋼絲繩的受力要求在開閉上鋼絲繩上得到有效滿足，此時應用PLC控制系統，能夠使抓斗起重機在速度編碼器上具有更加科學合理性，同時還使投資成本得到有效節約，從而使得鋼絲繩能夠在受力上得到均勻分配。

4.總結

綜上所述，由于智能控制技術在一定程度上能夠對抓斗起重機在傳統上存在的相關問題，如鋼絲繩受力、沖擊電流、提升與開閉等機構，尤其是變頻調速系統、PLC控制系統在抓斗起重機上的應用，使抓斗起重機的沉抓功能得到更好的實現，為抓斗起重機系統能夠安全穩定的進行作業提供必要的保證，大大的改善了抓斗起重機整體上所需的性能要求，使抓斗起重機的各項參數指標都能夠達到要求。 [科]

【參考文獻】

[1]徐偉鋒.智能控制技術在抓斗起重機上的作用[J].起重運輸機械，2014（03）.

[2]方揚平.變頻抓斗起重機的PLC程序優化[J].變頻器世界，2014（12）.

[3]黃喜生.PLC在上煤系統抓斗起重機變頻系統的應用[J].輕工科技，2012（06）.

[4]張建文.基于PLC變頻調速控制的智能抓斗在門式起重機中的應用研究[J].物流工程與管理，2013（05）.