解析變頻器和PLC在大型起重機控制中的應用

王沛源 楊州

摘要：本文以解析變頻器和PLC再大型起重機控制中的應用為主要內容進行闡述，結合當下大型起重機控制系統、變頻器以及PLC控制技術、變頻器和PLC在大型起重機控制中的應用為主要依據，從變頻器在起重機起升機構中的使用、運行整個體系中變頻器的使用思路、PLC在大型起重機中使用這幾方面進行深入探討和分析，其目的在于加強變頻器和PLC在大型起重機控制中應用價值。

關鍵詞：變頻器;PLC;大型起重機控制

大型起重機控制系統

大型起重機控制系統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，并對速度進行合理控制。電氣控制部分的主要作用是對起重機進行合理操縱和合理控制，是整個控制系統的中心。現在大型起重機使用常用系統一般是供電系統、繼電器、電動機以及電器等，起重機中涉及的電器主要是主令控制器、電阻器和接觸器等，因為大型起重機工作實際環境比較惡劣，條件非常復雜，大型起重機的主要工作是間斷性進行的，電動機一直在不停的工作和運動，時刻保持在制動情況下，同時，負載比較集中，總是會達到額定起重重量。

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

變頻器以及PLC控制技術

最近幾年，變頻器是一種新型調速控制元件，并且此種技術不斷被使用在工業控制領域之中，在機床、電梯等設備上應用取得了良好效果。不過因為此種設備價格比較昂貴，在起重機中應用情況比較少見。因為起重機機械的不斷發展，出現了更多大型化和智能化的機器，加上現在變頻器技術的日漸成熟，變頻器和PLC結合是現在起重機中使用比較常見的一種控制技術[2]。

變頻器是使用在變頻技術和微電子技術上的一種技術，借助改變電機工作內電源的頻率完成工作，實現對電流的合理控制。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部IGBT快速通斷實現對電源的電壓和品類的合理控制，依據電機的工作情況為其提供充足的電源電壓，從而可以實現節能調速工作基本目標。

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，具有一定拓展性能，整個系統的開發時間斷，維修和修護起來比較方便，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。從整個系統性能價格上分析，PLC控制相對于繼電器存在的優勢更多，使用其中更加方便[3]。

變頻器和PLC在大型起重機控制中的應用

QD50/5–22.5A5是通用橋式起重機，此起重機是由金屬結構、起升機構、運行以及電器設備形成的，起升機構一般是主起升、副起升機構，而運行機構則是指大車和小車運行機構。

變頻器在起重機起升機構中的使用

變頻器在大型起重機中使用能夠實現平穩調速，進而可以降低沖擊載荷，使用常見轉子串電阻調速形式，變頻器可以直接改變電源的頻率，進而可以改變整體轉速，避免電量浪費，使得整個機器可以平穩工作。并且起升機構屬位是負載機構，對于起動和制動控制需求比較高，并且需要對位置進行合理控制，研究的主要內容和對象就是起升機構、副起升機，主起升機構應用一臺變頻器進行驅動，并且需要在整個過程中不斷強化控制精度，使用旋轉編碼器都對設備進行合理建設，進而可以滿足整個起升體系信息數據足夠準確，副起升機器重點受到以往繼電器的科學控制影響。起升機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該大于等于電動機預設的額定電流，在計算之后可以得出，變頻器額定電流應該在滿足額定電流標準指數基礎上開展工作。起升機構控制形式為PG矢量控制形式，整個體系中的編碼器信號信息會穩定的傳遞在PLC系統之中，借助程序對起升機構的升降系統進行合理控制，自身存在比較高的穩定性，能夠快速對系統進行響應。

運行整個體系中變頻器的使用思路

通常而言，大車發動機制一般包含了電動機和變頻器兩個部件，具體來講是兩臺電動機器與一臺變頻器，由于實際運行體系并不嚴格的要求整個體系，且實際工作效果比較單一化，因此調速運行單位在工作過程中應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。運行機構起動時間一定要滿足實際情況，對不同狀態要選擇自由制動和強制制動形式控制[4]。最后對于體系的停止運行，可以按照停止模式加以設計，停止具體時間能夠結合實際情況科學化設置，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矩，可以依據設置機械運行的時間和電流的關聯，對變頻器進行使用方案的設置。

PLC在大型起重機中使用

控制系統為PLC、主令開關、指示燈和顯示裝置等形成，在PLC系統中，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輸入系統之中，比如：大車限位開關、起重限制器信號等，起重機在啟動期間，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進行確定，進而通過一定程度再對開關進行合理控制，最終可以模擬輸入點和輸出點，并且，此系統需要八路模擬量進行信號輸送，四路為輸出信號，是變頻器控制信號，并且需要數字輸入和輸出，因此CUP要選擇CUP226模塊，數字輸入一般使用EM223。

結束語

運行機構一般的都是兩臺電機使用一個變頻器形成的，運行機構的工作頻率相對比較少，能夠最大限度節約成本，在調速運行機構中需要使用一臺變頻器工作。變頻器的選擇需要以電動機的額定功率為主，一般情況下使用額定功率大的一級變頻器。

參考文獻

任超才.解析變頻器和PLC在大型起重機控制中的應用[J].科技尚品，2017（6）：140–140.

魏焱焱.變頻器和PLC在大型起重機控制中的應用[J].中國設備工程，2017（16）：97–98.

馬國華. PLC與變頻器在橋式起重機控制系統改造中的應用探索[J].中國設備工程，2017（4）：63–64.

王少洋，張春萌，黃安雙. PLC控制的變頻調速系統在加料起重機中的應用[J].重工與起重技術，2017：22.