解析变频器和PLC在大型起重机控制中的应用

王沛源 杨州

摘要：本文以解析变频器和PLC再大型起重机控制中的应用为主要内容进行阐述，结合当下大型起重机控制系统、变频器以及PLC控制技术、变频器和PLC在大型起重机控制中的应用为主要依据，从变频器在起重机起升机构中的使用、运行整个体系中变频器的使用思路、PLC在大型起重机中使用这几方面进行深入探讨和分析，其目的在于加强变频器和PLC在大型起重机控制中应用价值。

关键词：变频器;PLC;大型起重机控制

大型起重机控制系统

大型起重机控制系统主要是电力拖动以及电气控制部分形成的，电力拖动部分的主要作用是为各个组织提供源源不断的动力，并对速度进行合理控制。电气控制部分的主要作用是对起重机进行合理操纵和合理控制，是整个控制系统的中心。现在大型起重机使用常用系统一般是供电系统、继电器、电动机以及电器等，起重机中涉及的电器主要是主令控制器、电阻器和接觸器等，因为大型起重机工作实际环境比较恶劣，条件非常复杂，大型起重机的主要工作是间断性进行的，电动机一直在不停的工作和运动，时刻保持在制动情况下，同时，负载比较集中，总是会达到额定起重重量。

并且对起重机的精准度要求也是非常高的，所以，大型起重机的合理控制需要从以上工作特征上着手进行[1]。

变频器以及PLC控制技术

最近几年，变频器是一种新型调速控制元件，并且此种技术不断被使用在工业控制领域之中，在机床、电梯等设备上应用取得了良好效果。不过因为此种设备价格比较昂贵，在起重机中应用情况比较少见。因为起重机机械的不断发展，出现了更多大型化和智能化的机器，加上现在变频器技术的日渐成熟，变频器和PLC结合是现在起重机中使用比较常见的一种控制技术[2]。

变频器是使用在变频技术和微电子技术上的一种技术，借助改变电机工作内电源的频率完成工作，实现对电流的合理控制。变频器一般是交流变直流、逆变器、制动单元等形成，变频器主要是借助内部IGBT快速通断实现对电源的电压和品类的合理控制，依据电机的工作情况为其提供充足的电源电压，从而可以实现节能调速工作基本目标。

PLC是可编程逻辑控制器的简单称呼，自身存在可靠性、抵抗各种感染能力，功能性比较强，具有一定拓展性能，整个系统的开发时间断，维修和修护起来比较方便，容易改造，体积不打，重量非常轻便，消耗能量比较低等一些列特征，在性能上相对于计电接触器控制性能更好。从整个系统性能价格上分析，PLC控制相对于继电器存在的优势更多，使用其中更加方便[3]。

变频器和PLC在大型起重机控制中的应用

QD50/5–22.5A5是通用桥式起重机，此起重机是由金属结构、起升机构、运行以及电器设备形成的，起升机构一般是主起升、副起升机构，而运行机构则是指大车和小车运行机构。

变频器在起重机起升机构中的使用

变频器在大型起重机中使用能够实现平稳调速，进而可以降低冲击载荷，使用常见转子串电阻调速形式，变频器可以直接改变电源的频率，进而可以改变整体转速，避免电量浪费，使得整个机器可以平稳工作。并且起升机构属位是负载机构，对于起动和制动控制需求比较高，并且需要对位置进行合理控制，研究的主要内容和对象就是起升机构、副起升机，主起升机构应用一台变频器进行驱动，并且需要在整个过程中不断强化控制精度，使用旋转编码器都对设备进行合理建设，进而可以满足整个起升体系信息数据足够准确，副起升机器重点受到以往继电器的科学控制影响。起升机器体系实际工作过程中总是围绕额外电流加以参考，且变频器存在的额定电流应该大于等于电动机预设的额定电流，在计算之后可以得出，变频器额定电流应该在满足额定电流标准指数基础上开展工作。起升机构控制形式为PG矢量控制形式，整个体系中的编码器信号信息会稳定的传递在PLC系统之中，借助程序对起升机构的升降系统进行合理控制，自身存在比较高的稳定性，能够快速对系统进行响应。

运行整个体系中变频器的使用思路

通常而言，大车发动机制一般包含了电动机和变频器两个部件，具体来讲是两台电动机器与一台变频器，由于实际运行体系并不严格的要求整个体系，且实际工作效果比较单一化，因此调速运行单位在工作过程中应该使用相同类型的变频器加以工作。此变频器在实际工作中的容量一定要大于等于两台电动机的容量矢量和，控制模式一般是V/F，不能够采用矢量控制形式。运行机构起动时间一定要满足实际情况，对不同状态要选择自由制动和强制制动形式控制[4]。最后对于体系的停止运行，可以按照停止模式加以设计，停止具体时间能够结合实际情况科学化设置，保证期可以使用体系的操作需求，促使起升体系在具体工作中可以存在启动转矩，可以依据设置机械运行的时间和电流的关联，对变频器进行使用方案的设置。

PLC在大型起重机中使用

控制系统为PLC、主令开关、指示灯和显示装置等形成，在PLC系统中，能够直接将安全部件之中的得到的检测信号全部保存在PIC输入系统之中，比如：大车限位开关、起重限制器信号等，起重机在启动期间，一般是变频器以及PLC输出端共同控制和管理的。结合启动具体情况做出具体分析，将工作急需的输入信号个数进行确定，进而通过一定程度再对开关进行合理控制，最终可以模拟输入点和输出点，并且，此系统需要八路模拟量进行信号输送，四路为输出信号，是变频器控制信号，并且需要数字输入和输出，因此CUP要选择CUP226模块，数字输入一般使用EM223。

结束语

运行机构一般的都是两台电机使用一个变频器形成的，运行机构的工作频率相对比较少，能够最大限度节约成本，在调速运行机构中需要使用一台变频器工作。变频器的选择需要以电动机的额定功率为主，一般情况下使用额定功率大的一级变频器。

参考文献

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.

魏焱焱.变频器和PLC在大型起重机控制中的应用[J].中国设备工程，2017（16）：97–98.

马国华. PLC与变频器在桥式起重机控制系统改造中的应用探索[J].中国设备工程，2017（4）：63–64.

王少洋，张春萌，黄安双. PLC控制的变频调速系统在加料起重机中的应用[J].重工与起重技术，2017：22.