摘要：港口起重机的有效运转，需要依靠诸多的设备和元件的系统性配合。其中PLC、变频器和新型的电气元器件对提高港口起重机的电气运作安全性起着至关重要的重要。PLC、变频器等全新的电气元器件已经普遍应用于港口起重机设备的电控系统中，起重机设备的工作效率也因此有了很大程度的提升，同时故障率也大幅度的下降，整体性能得到增强。
关键词：PLC；变频器；港口起重机
引言
现如今，港口起重设备为了进一步提升起重工作的安全性和效率，积极引入变频器和PLC等新型电气元件，从而有效提升了电气设备的可靠性，并有效降低了港口起重设备的故障率，提升起重设备的工作性能，对此，要深入探究PLC及变频器在港口起重设备上的应用情况，从而有效发挥PLC及变频器的作用，为港口起重设备的应用提供保障。
1PLC及变频器的简介
1.1 PLC的简介
PLC是一种可编程逻辑控制器，利用可编程存储器将其应用在内部储存程序中，不仅能执行逻辑预算，控制内部程序，还能实现定时、计数等操作方式，从而符合用户的主要指令。利用数字、模拟式的输入与输出工作不仅能将机械的类型有效控制，还能促进生产过程的规
范进行。在可编辑逻辑控制器投入运行后，主要的工作运行方式分为三个发展阶段，为输入采样、用户程序的有效执行以及输出刷新。在这三个阶段中，全部的执行过程是一个扫描周期，都以可编程逻辑控制器的CPU按照一定的扫速度实现重复扫描运行。
1.2变频器的简介
变频器主要是结合微电子技术和变频技术，对交流电动机中的电力设备进行控制，并对电机中的电源频率进行优化，在具体应用时，变频器主要包括以下几部分，分别是驱动单元、制动单元、整流单元以及逆变单元，变频器在调节输出电源频率和电压的过程中，主要通过内部的IGBT来控制开断。同时，要想保证整个设备的节能效果，需要有效进行调速，对此可以依照电机应用的实际情况来调整所需电源电压。由于变频器具有保护等功能，因此能够进行过载保护、过压保护以及过流保护，并且随着科学技术的不断创新和发展，变频器的技术水平得到快速提升，其应用范围和领域不断扩大，能够利用变频器主电路调节异步电动机中电源的频率和电压，并分为2种类型，第一种是电流型，应用时能够将电流源中的直流转变为交流进行使用，第二种为电压型，在应用时能够电压源直流转变为交流进行使用。
2变频系统以及PLC的选型研究
对于港口大型起重设备，门座式起重机是很常见一种，该类型的起重机控制系统和调速系统要求设备能够高效的生产、频繁的启停，可靠的运行。
在控制系统中，主要的组成部件是由PLC、变频器、继电器、断路器、指示灯以及限位开关等。其中PLC主机单元可以采用欧姆龙、西门子或者ABB多种型号，我们以选取欧姆龙CS1G系列为例，该系列PLC配有底板、电源模块、输入输出模块、通信模块以及高速计数等模块。在工作中，联动台主令、编码器、控制开关等控制信号送人PLC输入模块中，在系统的运行中需要经过CPU处理，同时PLC与变频器之间进行速度的控制与信号的反馈。控制信号中主要是由输出模块进过中间继电器，以及接触器进行供电线路的通断。控制系统通过触摸屏实现了故障诊断显示和设备的运行监控，为港口设备的运行及故障诊断提供了技术保障。
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3变频器的实际应用
3.1变频器的实际应用
对于大型起重机而言，在其控制系统中，应科学选择变频器，在实际生产中应满足以下要求：其一，合理设置变频器的加减速时间，降低设备的冲击电流，延长设备的使用寿命；其二，变频器应拥有多项保护功能，一旦出现接地故障或者遭遇过电流问题时能够借助自动保护功能，实现系统保护，并指导快速排除故障；其三，变频器还需要具备优良的抗冲能力，在具体的运转环节，借助设备自身的过载能力，合理进行变频器的设备选型。综上可知，为有效保障起重机安全运行，务必要科学选择变频器，借助其可靠的保护功能及过载能力，改善系统运行效果。
3.2制动单元
在满足生产工艺要求的前提下，应合理选用制动单元及制动电阻。在系统的实际运行过程中，因电动机带动机械负载需要克服机械惯性进行减速，电机同时将机械能转化为电能，为处理该富余的能量，需借助制动单元或回馈单元来实现。对整个系统而言，在现有的技术条件下，为有效处理该能量，一般采用下述两种手段，其一，借助直流母线电能的回馈，将能量回馈提供给上级电网，此种处理手段除对回馈的电能质量提出了严格的标准要求外，回馈装置造价较高也限制其广泛应用，但仍是未来的发展方向；其二，借助制动电阻，依托制动单元将吸收能量转化为制动电阻发热消耗，在实际应用中，主要选择和应用此种处理手段。
4 PLC在港口起重设备上的应用分析
4.1 PLC在港口起重设备上的优势
早期在港口起重设备中应用PLC时，主要以FI系列设备为主，通过应用PLC能够确保设备达到60输出点，并且以整体结构的方式来控制输出点和输入点的比例，即使输出点和输入点扩大，依旧能够保证比例控制在3：2，随着科学技术水平的不断提升，PLC在配置方面得到非常大的进步，利用通信组件模块来确保配置比的灵活性。新型的PLC在应用时，主要通过2根连线来将数据线和时钟线进行串联，由于该结构类型能够在港口起重设备中充分发挥自身作用，进一步将控制线的环数降低，从而能够清晰的获取线路状况，以型号为OMRON
的起重机为例，在进行起重作业时，只需要6根线就能够连接主机控制柜和司机室，其中主要包括2根DC24V控制电源线和2根AC220V控制电源线，剩余2根为通信线，同时，控制线通过受电器形成六道回流环数，进一步提升系统的灵活性，加强港口起重机电气的可靠性，为港口起重机设备的应用提供有效保障，并应用正反转电气连锁线路，当连接线圈和副触头时，由于线路比较短，难以充分发挥PLC的控制优势，因此，可以将接触器辅助触头作为PLC输入信号，从而达到电气连锁的目的，进一步显示出系统的工作性能，并利用显示屏探查设备中可能发生故障的区域。
4.2PLC在港口中的发展方向
在未来，PLC将通过和变频器、组态模块的组合，极大的改善起重设备的控制精度和运行性能。另外，PLC会由单机控制的方式向联机控制的方式发展，这样将使得PLC的功能会更加强大。联机就是把与PLC有关的数据在第一时间通过有线或者无线的方式传输到计算机，同时和港口的局域网保持网络畅通，实现远程监控起重设备的运行情况、远程操作起重设备的运行，以及实现起重设备的半自动化、全自动化。PLC在未来港口的自动化，智能化进程中将发挥不可替代的作用。
5总结语
综上所述，将PLC和变频器运用到港口起重机械当中去，不但可以让港口起重机械设备的司机降低一定的劳动量，而且还能够加强节能效果，以及生产效率，从而为企业带来更高的经济收益。不仅可增加系统的整体稳定性，提升安全性，还可缩减设备故障出现的概率，大幅提升传动效率，提高港口起重设备的整体作业效率。
参考文献：
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[4]郝明佳.门座起重机起升机构PLC与变频器结合控制研究[D].山东大学，2012.
论文作者:姜成龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/7
标签：变频器论文; 设备论文; 港口论文; 起重机论文; 单元论文; 系统论文; 可编程论文; 《基层建设》2019年第15期论文;