電子智能控制技術(shù)在起重機上的應(yīng)用

文/李陽 杜欣 徐曉飛

起重機就是指一種可以在一定范圍內(nèi)對重物進行垂直提升與水平搬運的多動作起重機械。在使用電氣控制技術(shù)對起重機進行操縱時，通常會消耗大量的能源，且機械經(jīng)常會由于受力過大而發(fā)生鋼絲斷裂或是電機損壞的問題。電子智能控制技術(shù)在起重機上的應(yīng)用，可以有效改善這些問題，提高起重機的工作效率。

1 起重機電子智能控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

起重機的電子智能控制系統(tǒng)通常是由PLC 控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測技術(shù)、現(xiàn)場總線控制技術(shù)以及HMI 技術(shù)等多個環(huán)節(jié)共同協(xié)調(diào)控制的。在電子智能控制系統(tǒng)對起重機進行控制的過程中，起升機上安裝的絕對編碼器可以全面的掌控鋼絲繩的位置，并將采集到的信息傳遞給PLC 的檢測模塊，再由PLC 內(nèi)部安裝的控制結(jié)構(gòu)對接受到的信息進行指揮與調(diào)動。如果PLC 的檢測模塊檢測到起重機的鋼絲繩存在安全隱患，其內(nèi)部安裝的控制結(jié)構(gòu)就會自動指揮起重機立即停止所有的提升與搬運工作。同時，起重機內(nèi)部安裝的制動控制系統(tǒng)還會通過PLC 內(nèi)部設(shè)置的數(shù)學(xué)運算程序?qū)邮盏降臄?shù)據(jù)進行實時的計算與處理，并將計算得到的數(shù)據(jù)利用現(xiàn)場控制總線傳遞給運行中的每一個變頻器、驅(qū)動器以及制動器，進而在各組織環(huán)節(jié)共同的協(xié)調(diào)合作下完成對起重機整體控制。

2 電子智能控制技術(shù)在起重機上的應(yīng)用

2.1 PLC控制技術(shù)

PLC 控制技術(shù)的全稱其實是可編程邏輯控制器，他的控制原理，主要是利用一類可編程的存儲器，作用于其系統(tǒng)內(nèi)部安裝的存儲程序，來智能化的完成順序控制、邏輯運算等現(xiàn)場執(zhí)行的指令，并依靠數(shù)字或模擬器的輸入與輸出，來對各種大型機械或者生產(chǎn)流程進行控制。PLC 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)有很大一部分是相同的，都是由電源、存儲器、中央處理器、輸入輸出接口電路以及其功能模塊與通信模塊組成的。在進行PLC控制系統(tǒng)的選用時，需要根據(jù)不同起重機的實際情況與使用功能來選擇更適合起重機工作的PLC 控制系統(tǒng)。面對以開關(guān)量為整體控制的操作項目時，可以適當(dāng)忽略PLC 控制系統(tǒng)對起重機速度的控制，選用價格與性能較低的PLC控制系統(tǒng)就可以完成。面對以開關(guān)量控制為主，模擬量控制為輔的操作項目時，就需要選擇價格稍高的，具備數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)學(xué)運算與模擬轉(zhuǎn)換程序的PLC 控制系統(tǒng)。當(dāng)面對的是對系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)計算有嚴格要求的操作項目時，就需要根據(jù)操作項目的實際運營情況與起重機的主要使用目的來選用價格較高的，具備矩陣功能與診斷功能的PLC 控制系統(tǒng)。

2.2 變頻調(diào)速技術(shù)

變頻調(diào)速技術(shù)在起重機上的基本應(yīng)用原理，是根據(jù)起重機內(nèi)部安裝的電機的轉(zhuǎn)速與起重機工作電源的輸入頻率成正比的關(guān)系，通過改變起重機內(nèi)部安裝的電動機的工作電源頻率，來完成控制電機轉(zhuǎn)速的目的。而變頻器就是在上述原理的基礎(chǔ)上通過直流電源與交流電源的變換技術(shù)、電力電子技術(shù)以及微電腦控制技術(shù)來對機械完成操作與控制的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)通常具有效率較高、精準(zhǔn)度較好、對速度的控制范圍較寬的特點。工作人員在利用變頻調(diào)速技術(shù)對起重機進行操作時，應(yīng)充分結(jié)合操作項目的實際情況與工作的任務(wù)需求，對控制系統(tǒng)實行合理的調(diào)節(jié)，以在提高起重機工作效率的同時，保證起重機工作、運行的安全、穩(wěn)定。

2.3 傳感技術(shù)及檢測技術(shù)

傳感器作為一種被廣泛應(yīng)用的檢測裝置，可以準(zhǔn)確的采集到被測量的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)，按照特殊的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號，或是其他項目操作需要的形式的信息進行輸出，以完成對系統(tǒng)信息的傳輸、處理、存儲以及顯示，進而達到對起重機的全面控制。傳感器具備著微型化、智能化、系統(tǒng)化與網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)點。是完成起重機自動檢測與自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器的發(fā)展與更新，讓機械有了觸覺、嗅覺與味覺等全方面的感官，讓機械由從前冰冷的金屬開始逐漸擁有了生命。在起重機中合理應(yīng)用傳感與監(jiān)測技術(shù)，可以很好的監(jiān)控起重機在運行過程中每一個細節(jié)的變化，在起重機運行發(fā)生故障時，可以快速的向起重機內(nèi)部安裝的PLC 控制系統(tǒng)傳遞信號，進而完成對起重機的全面、準(zhǔn)確控制，有效保障起重工作的安全、高效運行。

2.4 現(xiàn)場總線控制技術(shù)

起重機的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是一種由設(shè)備的現(xiàn)場儀表通過互相之間的串聯(lián)與起重機控制室內(nèi)的人機界面所構(gòu)成的控制系統(tǒng)，通常具備全數(shù)字化、全分散、全開放與可互操作的系統(tǒng)運行特點。也正是因為這一系列運行特點，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在當(dāng)前工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用具備著顯著的優(yōu)勢。在起重機中合理應(yīng)用現(xiàn)場總線控制技術(shù)，可以有效加強對起重機現(xiàn)場實際運行情況的監(jiān)控力度，為操作人員提供更多全面、準(zhǔn)確的運行數(shù)據(jù)，在很大程度上提高起重機的運行可靠性，使起重機的運行工作更加安全、穩(wěn)定。

2.5 HMI技術(shù)

HMI 技術(shù)也被成為人機界面，是起重機內(nèi)部控制系統(tǒng)與操作人員之間進行數(shù)據(jù)交換的重要媒介。HMI 技術(shù)在起重機中的合理應(yīng)用，可以有效實現(xiàn)起重機數(shù)據(jù)的內(nèi)部形式與人類可以感受到的數(shù)據(jù)形式的靈活轉(zhuǎn)換，簡單來說，凡是存在人機信息交流的領(lǐng)域，正常情況下都會存在人機界面。此外，在起重機中充分應(yīng)用HMI 技術(shù)，還可以有效促進起重機內(nèi)部安裝的PLC 控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)合作。

3 結(jié)語

綜上所述，在將電子智能控制技術(shù)應(yīng)用于起重機的過程中，應(yīng)明確起重機電子智能控制系統(tǒng)的的運行方式，并加大力度注重電子智能控制技術(shù)中的PLC控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測技術(shù)、現(xiàn)場總線控制技術(shù)以及HMI 技術(shù)在起重機中的合理應(yīng)用，以提高起重機的工作效率與運行安全性。