解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用

朱浩 刘钰

摘要：进入新时代以来，我国的科学技术能力不断提升，使多种领域的研究都更加倾向于现代科技化和性能、质量的增强。在起重机研究领域为了促进设备的稳定和节能力度，研究人员不断提出新的更高标准、不断增强对系统的维护。本文基于对起重机控制标准的描述，通过分析变频器和PLC在大型起重机中的应用研究系统的整体运行问题。

关键词：变频器;PLC;大型起重机;控制引用

大型起重机在实际工作中常常涉及到稳定性的问题，因此多数大型起重机都会配备合适的变频器和PLC（可编程逻辑控制系统）。这样既可以让整个系统拥有更好的稳定性能，也可以提升起重机的操作安全性。此外还能在一定程度上降低设备出现故障的可能性，对机械传动效率的提升有积极的促进意义。综上，本文对大型起重机的控制问题进行研究是非常有必要的。

一、 起重机控制系统和标准

（一） 控制系统

大型起重机的电气控制系统是由变频器和PLC共同控制运作的，制动单元先进行能耗的制动，目的是为了吸收消耗，保护电气元件。而整个起重机系统的控制是通过凸轮实施高效控制，在由PLC技术控制起重机需要上、下的指令，但这一指令在使用前需要预先进行程序的编制，流程可参考下图1。

（二） 控制标准

①起重机的正确使用规定表明需要在正常的额定载荷下才能有序进行运转。当供电不正常时需要提升系统的额定载荷，其目的是为了保证机器的稳定使用，避免出现起重对象脱落的现象。②对于制动器可能出现的线路故障问题需要在上面配备相应的安全保护装置，以便故障发生时立即断电。③变频器与PLC应该形成多点控制，这样任何控制点都是一个安全警告，一点出现问题会立即引发其他控制点连锁断电，保证安全。

二、 变频器与PLC的应用

（一） 变频器的应用

大型起重机应用过程中控制系统非常重要，而其中变频器的选择应该更加科学，使其满足起重机的使用条件。首先，需要变频器能够供应准确的接口，这样有利于确保和外部实施通信控制进行远程诊断;同时增加制动断续器的使用，建立内外部的直接练习，使整个系统获得实时的制动能力，可以有效降低起重机的减速时间。其次，为了防止出现接地故障、电流问题等情况，变频器应该具有相应的保护功能，一旦有问题暴露可以对系统立即进行保护;最后，变频器的抗冲能力要好，运转过程中需要利用运动转矩通过闭环矢量的控制实现变频器的多段控制。

（二） 电动机的应用

电动机作为大型起重机的重要组成部分，因此在选择电动机时需要从三个方面进行考虑：①电动机容量借助计算公式进行选择;②电动机极限转矩值是其负载力矩的两倍及以上，保证电压可以承受的波动幅度在国际标准中;③务必要考虑起重机的额定负载。

（三） 制动单元

为了处理起重机控制系统运行过程中由于负载转化而形成的机械能，需要有制动单元辅助完成。当前比较合理的处理方式有两种，①是转化手段，以直流线作为辅助，将机械能进行转换使其流入电网，但这种方式投入成本过高;②使用制动电阻，通过制动单元进行能量的吸收。

三、 系统运行

（一） 变频器

首先，变频器和DTC技术的结合能够实现系统输入低电流但是达到大转矩的目的，电动机的极限转矩即使超过额定转矩但是仍然符合规定标准;其次，通过磁通优化功能可以有效降低电动机产生的噪声，从整体上提升系统中电动机负载的运行效率也能很好的控制系统的运行速度，提升起重机的应用精确度;最后，针对变频器和电动机，预防其实际运转期间出现电流脉动情况，应为其安装相应的滤波器，确保电机内的有效绝缘。

（二） 检修

检修作业主要是对起重机系统中的变压器和电动机实施电阻试验和直阻测试，其中涉及到全部的开关触头。因此，工作人员在进行检修期间一旦发现温度接近85攝氏度的接头时必须启动分解检测方案，综合考虑多方因素进行分析，以科学、正确的处理方式保证检修任务的完成。

（三） 系统管理

大型起重机都是通过电控系统的科学合理控制才能正常运行，该系统涉及到对PLC技术高效使用。因为PLC具有相对优良和显著的性能，可以对设备外部的电气元件实施精准的评估和详细科学的检测，使起重机的操作更具有直观性和自动性。工作人员能够通过主操作室内的屏幕即可清楚的看到电控系统出现的故障，以及起重机的整体运行情况。

由此可见，大型起重机控制工作离不开变频器和PLC的高效应用，同时在节省维修资金、提升系统内部相关设备的高效应用、促进企业经济效益的增加，以及避免出现传统能源、资源浪费现象等多个方面都有显著的作用。

四、结束语

现如今，我国涉及到变频器和PLC的有关技术已经逐渐成熟，应用的功能相对全面，因此对大型起重机的控制系统可以说从根本上进行了改变。在开始运行后起重机系统的调速非常平稳可靠，整体的传动效率也有很明显的增加。相信在今后大型起重机控制方面变频器和PLC的应用将越发普及，效果也将更加明显。

参考文献：

[1]曹夏，黄玉麟，胡丞熙.解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用[J].化工管理，2016（10）：200-200.

[2]任超才.解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用[J].科技尚品， 2017（6）：140-140.

（作者单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院）