智能控制技术在抓斗起重机上的应用

曹永新

摘  要：抓斗起重机在目前的吊装工作实践中有着重要的应用，为了实现起重机吊装效率的提升和质量的提高，强调起重机的吊装控制有积极的意义。就目前的资料分析来看，智能控制技术在抓斗起重机的应用实践中有所利用，且有效地提高了起重机使用的整体效果，所以说智能控制技术在抓斗起重机的控制实践中有突出的作用价值。文章介绍了一种智能化控制系统应用于移动式港口起重机，在进行抓斗作业时智能识别物料密度并最大限度地抓取物料而不产生过载，进而提升装卸效率，增加起重机的工作寿命，另外系统提供简单的操作即可自动完成抓斗的开闭动作，减少司机的劳动强度，缩短了抓斗作业循环周期。

关键词：智能控制技术;抓斗起重机;应用

中图分类号：TH218         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）02-0163-02

Abstract： Grab crane has an important application in the current hoisting practice. In order to improve the hoisting efficiency and quality of the crane， it is of positive significance to emphasize the hoisting control of the crane. According to the analysis of the current data， the intelligent control technology has been used in the application practice of the grab crane， and effectively improves the overall effect of the crane， so the intelligent control technology plays an outstanding role in the control practice of the grab crane. This paper introduces the application of an intelligent control system to the mobile port crane， which intelligently identifies the material density during the grab operation and grabs the material to the maximum without overload， so as to improve the loading and unloading efficiency， so as to increase the working life of the crane， in addition， the system provides a simple operation to automatically complete the opening and closing action of the grab， thus reducing the labor intensity of the driver and shortening the cycle of grab operation.

Keywords： intelligent control technology; grab crane; application

引言

抓斗在進行散料抓取作业时通常采用的是手动或半自动控制，抓取的物料多少难于控制，时多时少，抓少的时候不能满斗，影响效率，抓多时引起超载，对机械结构不利。为了解决此问题，研究人员对抓斗起重机的智能化控制进行积极的分析，并尝试建设自动化控制系统，经过不断的努力，在实践中得以应用的智能化控制系统面世。从系统的具体分析来看，该系统通过智能记忆每次抓斗重量，通过调节支持绳力矩控制抓斗闭斗时的抓取量，满足每次抓取物料接近额定负载。这不仅实现了起重机工作效率的提升，也有效解决了起重机应用中受力不平衡等安全隐患，可以说，智能控制技术对于抓斗起重机的实际应用有非常显著的价值。

1 基于智能控制系统的抓斗起重机分析

要分析研究起重机在应用了智能控制系统之后的具体工作效果，需要对应用了智能控制系统的抓斗起重机整体结构做分析，以下是相关内容的介绍。

1.1 抓斗的组成及效率分析

抓斗是抓斗起重机的重要组成部分，在实际应用中有突出的价值。从具体分析来看，抓斗的而机构如图1：抓斗由两片颚组成，连接在抓斗头部和一根交叉梁上，交叉梁相对于抓斗头部的运动使抓斗打开或闭合，抓斗头部通过两根钢丝绳与支持卷筒相连，这两根钢丝绳被称为支持钢丝绳，抓斗交叉梁由“开闭钢丝绳”控制，它通过滑轮组控制抓斗的打开和关闭，称之为开闭绳。

在了解了抓斗的具体结构之后可以对其的工作效率进行分析。从现实应用分析来看，抓斗在作业过程中需满足力矩曲线图，抓斗闭合后趋于额定负载100%视为理想状态，低于额定重量80%视为欠载，高于100%将产生超载，需要重新抓取。简言之，抓斗的工作效率受抓取状态的影响，所以了解抓斗的状态并作控制现实价值显著。

1.2 驱动系统

抓斗起重机的持续性工作和抓斗起重机的驱动系统有显著的联系，所以要稳定起重机的具体利用，必须要在全面了解驱动系统的基础上保证驱动系统运行的稳定和持续。从现阶段的资料研究分析来看，智能控制系统应用下抓斗起重机驱动系统由两个独立的卷扬构成，每个卷筒通过液压马达控制正反两个方向转动，从而使缠绕再卷筒上的钢丝绳对抓斗进行开闭控制。

1.3 控制系统

控制系统在抓斗起重机的工作实践中发挥着关键性作用，如果控制系统出现了问题，抓斗起重机的具体应用会陷入困境。在未应用智能控制系统的时候，控制系统具有包括了机械控制和人为控制两部分，但是在使用了智能控制技术之后，控制系统的自动化、智能化更加突出，其具体的系统构成为PLC控制器、马达、重量传感器、ABS编码器等，就这些设备的具体使用来看，控制器负责整个控制系统的逻辑输入与输出，马达通过电磁阀驱动卷扬转动，编码器负责检测卷扬运行的圈数。

在深入了解控制系统之后，为了有效使用智能控制系统，并对其控制实践中的问题进行解决，还要明确控制系统的基本控制原理。研究实践表明，在系统控制过程中，智能控制系统之所以表现出自动化特征，主要是因为使用了自学习算法。当闭斗结束后通过控制器读取载荷数据，并与当前幅度额定载荷进行比较，如果所吊物料小于额定重量，则在下一次的物料抓取作业时将按一定比例减小支持绳力矩，抓斗闭斗时会进一步下沉，抓斗将抓取更多的物料，当闭斗结束后通过控制器读取当前载荷数据，并与当前幅度下的额定载荷进行对比，物料重量会进一步趋于额定载荷，经过3-4个循环抓取后使抓取物料重量趋于额定载荷。

2 智能控制技术在抓斗起重机应用中的效果分析

为了确定智能控制技术在抓斗起重机应用中的具体效果采用回顾性分析的方法对传统抓斗起重机和智能控制技术应用起动机的具体使用结果组分析对比，以下是具体的对比总结。

第一是工作效率。回顾性分析抓斗起重机的具体利用案例。在分析中共总结了7个案例，其中4个为传统抓斗起动机，3个为利用了智能控制技术的抓斗起重机。对工程项目做分析发现7个项目的工程量相当。从起重机开始使用到结束，传统抓斗起重机的利用共维持了15天，而利用智能控制技术的抓斗起重机，其工作实践一共维持了10天，这说明拥有智能控制系统的抓斗起重机，其用10天完成了一般抓斗起重机15天的工作量，由此可知，利用智能控制系统的抓斗起重机其工作效率明显更高。简单来讲，拥有智能控制系统的抓斗起重机，其在工作实践中表现出的高效率对于起重机价值发挥起到了重要的作用。

第二是在资源消耗方面。就一般的抓斗起重机具体利用来看，其工作状态的稳定需要有工作人员看护，而且具体的抓斗工作还需要工作人员进行调整，所以在起重机利用中，必须要配置专门的工作人员。但是使用了智能控制系统的抓斗起重机，其能够实现自我的调节和控制，保持工作状态的稳定性，不需要有专门的工作人员进行看护，所以利用智能控制系统的抓斗起重机，其实现了人力资源的有效节约。在工作实践中，人力资源消耗越多，成本投入也会越高，利用智能控制系统进行抓斗起重机控制，人力消耗减少，成本投入显著降低，所以此类型起重机的使用实现了项目实施的成本缩减。

第三是在管理方面。从现实分析来看，一般的抓斗起重机因为在具体工作实践中容易出现超载的情况，所以起重机的安全性大打折扣，设备零部件也会经常性出现故障，这会导致起重机使用成本的提升。再者，就一般起重机应用来看，因为还涉及人员，所以需要强调人员管理，如此一来，一般的起重机应用需要投入较多的管理成本。利用智能控制系统进行起重机的控制，因为抓斗的抓取工作在智能控制下能够保持处在理想的状态，所以设备超载所导致的问题可以有效解决。另外，智能控制技术应用有效减少了人员控制，所以在管理实践中，人员管理的内容会缩减，如此一来，控制技术应用下的智能抓斗起重機为管理节省了大量的资源。简言之，智能控制系统下的抓斗起重机应用对于管理的规范性、一致性有非常显著的效果。

3 智能控制技术使用基础上的抓斗起重机应用注意事项

就智能控制系统抓斗起重机的具体应用来看，注意事项重要有两点，以下是具体的分析。

第一点是需要构建监督管理系统。智能控制系统抓斗起重机的具体使用依靠的是自动化程序以及相关的设备，一旦出现问题或者是控制程序出现紊乱，整个控制系统会出现较大的问题，起重机的使用稳定和持续也会大受影响，所以为了及时发现控制系统问题和设备故障，需要构建完善的监督管理系统，一方面是实现对控制系统的全面监督，另一方面实现对控制系统的即时管理。总之，监督管理系统的建设对设备的具体功能发挥有突出的效果。第二点是需要基于智能控制系统做应急预案的规划和设计。就现实分析来看，虽然智能控制系统的使用可以实现抓斗起重机控制的自动化，但是在实践应用中，程序等故障会影响自动化控制，甚至会造成安全事故，所以必须要针对可能出现的问题规划设计应急预案，一旦出现安全事故，要第一时间启动应急预案，这样，故障影响可以得到控制，智能控制系统所造成的损坏会及时挽救。

4 结束语

综上所述，就抓斗起重机的具体利用分析来看，智能控制系统的应用能够有效提升抓斗式起重机的工作效率，提升控制的精准度并节省工作实践中的资源和能量消耗，所以智能控制系统抓斗起重机的现实利用有非常突出的价值。文章基于智能控制系统对智能抓斗起重机的整体结构进行全面的分析，并对此类型起重机在实践中的利用做对比分析，发现此类型的起重机在实际利用中存在着突出的价值。总之，智能抓取技术在移动式港口起重机上应用可以大大提高装卸效率，减少操作人员劳动强度，而且在成本控制方面也有显著的效果，所以分析其应用对今后的推广应用提供很好的借鉴。

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