探究PLC與變頻技術在港口起重機械中的應用

姜艷梅

（山東港口工程高級技工學校，山東 煙臺 264002）

中國特色社會主義市場經濟的高度發展，帶動了港口貨運事業的發展，而越來越復雜、越來越繁重的港口貨運需求，讓傳統的港口起重機械控制方法不再具有合理性，而利用電氣化、自動化技術進行港口起重機械控制，能夠從根本上提升控制的穩定性。其中PLC技術更是能結合設備相關指令完成運行方式的調節，在變頻技術的支持下，提升港口起重機械的運行效果。

1 PLC與變頻技術在港口起重機械中的應用

1.1 PLC技術

PLC技術也可以稱為可編程邏輯控制技術，主要是通過可編程存儲器等設備輸入相關指令，并按照邏輯算法進行自動化控制，同時，還具有定時控制、計數控制等一系列功能，最終完成用戶的指令。相比傳統的控制技術，可編程邏輯控制技術具有數字化特征，能夠更好地適應多種機械設備的運行需求，確保設備規范化運行。在常規應用中，PLC技術的主要應用模式可以分成信息輸入采樣、執行用戶程序、輸出刷新數據這三個方面，可編程邏輯控制器中的核心處理器可以根據設定的時間，按照一定的速度重復進行上述三個步驟，從而保證機械設備的有效控制。

1.2 PLC在港口起重機械中的應用

可編程邏輯控制技術在港口起重機械中的應用并非一蹴而就，而是一個不斷嘗試和調整的過程，在剛開始進行嘗試的時候，工作人員選用了FI系列的可編程邏輯控制器，其最高輸出點為60，且為整體性結構，在對輸入輸出點進行擴展以后，二者比例仍然保持3:2。在此基礎上，工作人員又嘗試了利用MCS51系列對港口起重機械進行控制，但是，這個系列的可編程邏輯控制器存在主頻和內存較小的問題，其只能執行一千步左右的程序，在港口起重機械越來越復雜的情況下，逐漸顯得力不從心。在我國計算機技術不斷發展的基礎上，可編程邏輯控制技術也逐漸成熟，目前可編程邏輯控制器的輸入模塊和輸出模塊都較過去更加成熟，比如，包含通訊組件模塊的PLC，就能夠更加精準更加高效地完成控制任務。最新的可編程邏輯控制器和新型彩電IC結構技術相仿，都是由兩根信息傳輸線連接到時鐘線和數據線上，這樣的結構類型保證了控制穩定性，能夠在起重設備等大型設備控制中發揮積極作用，從實際應用情況來看，新型可編程邏輯控制器的應用，有效地降低了控制線的環數，提升了實際路線的清晰度，同時也保證了可編程邏輯控制器的應用靈活性。與其他大型設備相似的是，港口起重機械同樣有中心受電器性能不穩定的問題，而新型可編程邏輯控制器的應用，則有效地提升了中心受電器的穩定性，不難看出，PLC技術在港口起重機械中的應用價值。在今后的工作中，有關技術人員應嚴格遵守可編程邏輯控制器的應用流程，并對其在港口起重機械中的應用方向進行進一步探索，從而讓PLC技術全面控制的效果得到保障，避免港口起重機械出現運行故障。從目前的情況來看，PLC技術在港口起重機械中的應用前景十分廣闊，將可編程邏輯控制器和變頻技術、組態模塊結合起來，能夠進一步提升港口起重機械的控制精確度和運行穩定性，更重要的是，PLC技術必將會從過去的單機控制逐漸轉變為聯機控制，讓最終的控制效果得到根本性提升。聯機控制指的就是將可編程邏輯控制相關的信息及時以通信技術傳遞給計算機，并在和港口局域網進行聯系的基礎上，做到對港口起重機械的遠程控制，讓港口起重機械能夠做到半自動化、全自動化運行。

2 變頻技術在港口起重機械中的應用

2.1 變頻技術

變頻技術指的是將直流電逆變成不同頻率的交流電的轉換技術，通俗來講，就是能夠將交流電轉化為直流電，再將其轉化為頻率不同的交流電，目前變頻技術主要通過變頻器實現，再加上微電子技術的支持，最終達到對交流電動力起重機械進行控制調整的效果，變頻效果主要通過整流設備以及制動單元、驅動單元等實現。近幾年，我國的港口貨運事業取得了前所未有的發展，港口起重機械設備技術水平自然也越來越高，數字化程度不斷提升，以全數字矢量技術為基礎的變頻操作模塊，更是讓港口起重機械的控制精度得到了前所未有的提升。工作人員可以通過對軟件系統的調整，使變頻控制效果符合預期情況，更重要的是，矢量控制技術的應用，讓參數調整變得更加便利，這解決了傳統技術中控制效果不佳、數據輸入復雜的問題。目前，港口起重機械控制中常用的一種變頻技術為PWM技術，它有效地保證了電流的控制精確度，能夠根據港口起重機械的具體運行情況收集有關數據，并把數據通過設備反饋給系統，系統可根據事先制定的程序標準等調整運行指標，從而讓港口起重機械能夠在復雜的條件下保持正常運行。近年來，可編程邏輯控制器開始發揮越來越突出的作用，在此基礎上引入變頻技術，港口起重機械的控制效果必然能得到妥善提升。以港口貨運中十分常見的門式起重機為例，門式起重機需要承擔比一般起重機械設備更繁重的工作任務，往往需要在短時間內反復進行啟動和關閉并完成大重量運輸任務，為了保證其控制精確度，工作人員通過兼具變頻器和可編程邏輯控制器的CP-316H型號設備，完成了不同模塊的連接和控制，保證了港口起重機械的運行質量。

2.2 變頻技術在港口起重機械中的應用

在過去的技術水平下，港口起重機械的電控主要通過繼電器實現，在轉子回路上串聯電阻并進行分級切斷，最終就能夠實現速度控制，但是，經過一段時間的應用可以發現，這種繼電器控制技術具有故障率高、維修比較困難等一系列問題，明顯不能滿足港口起重機械控制的需求。而在變頻技術高度發展的今天，繼電器控制技術逐漸被淘汰。特別是矢量控制技術的出現和普及，更是讓變頻技術得到了前所未有的發展，這給港口起重機械的控制帶來了新的可能性。相比傳統繼電器控制技術，以變頻技術為代表的新技術能夠有效保證調速效果，并避免港口起重機械空中溜鉤的問題，在保證控制效果的情況下，保證港口貨運吊裝等工作的安全性。根據目前的應用經驗來看，變頻技術在港口起重機械中的應用，讓港口設備控制難度得以降低，港口起重機械與變頻技術結合后，變頻設備的正反控制端子將會在可編程邏輯控制器的信號指示下，控制電機正反轉，同時，將變頻設備的多段速端子和控制設備連接，即可實現電機多檔位控制。與繼電器控制技術相比，這種方式明顯更簡單。另外，變頻技術的應用，有效地提升了港口設備的控制功能，在正式投入應用前，工作人員可對起升、變幅電機上裝的編碼器信號進行采集，并對港口起重機械的吊具位置及電機的速度進行調整，再結合控制需求輸出合適的信號，保證港口起重機械設備的控制效果，降低發生超速、溜鉤等情況的可能性。最后，變頻設備在港口起重機械中的應用，降低了起重機械的維修工作難度，變頻技術能夠在監測電流電壓等參數信息的基礎上，準確判斷控制系統或港口起重機械的故障位置，而工作人員也可以借此快速完成故障定位，保證故障排查及維修的速度。

3 結語

港口是重要的貨運通道，大量進出口貨物從港口進行貨物運輸，港口起重機械不可避免地要承擔更加繁重的調運任務，但是，在過去的技術水平下，港口起重機械的運行控制效果并不能盡如人意。而將PLC技術和變頻技術應用到港口起重機械中，能夠有效提升機械控制效果，保證港口貨運的正常進行。在今后的工作中，有關技術人員應對這兩種技術的應用細節進行進一步探究。