上海振华港机重工有限公司201913
摘要：随着经济社会的不断发展进步，我国的工业化发展也在不断成熟，其中各种各样工业生产工具的大量使用大大提升了生产、建设的效率，起重机多用于高空作业，这是目前在多个领域使用较为广泛的一种设备，将变频器以及PLC应用在起重机设备上，可以极大的提升起重机的工作效率，本文以此展开论述。
关键词：变频器、PLC、起重机、应用
引言：
起重机设备技术的不断完善发展，为其在建设生产中的使用奠定了基础，起重机又被称为航吊，它是一种在一定的工作范围内垂直提升以及水平搬运重物的多动作起重设备。
一、变频器以及PLC控制系统的应用分析
我国工业化的发展时间并不长，在随着技术不断成熟的今天，我国的工业的设备使用技术也在提升。对于起重机的使用，以前使用的起重机基本都是人为控制，这种人为控制的弊端在于人容易出现失误，很有可能导致起重设备在升降的过程中发生事故或者破坏了其他建筑物。我国自动化技术在不断的发展完善，将自动化技术应用到起重机设备上，这是一项技术创新，对于起重的效率以及精准度都有了明显的提升。如今在许多的工业化生产设备中都用到了变频器以及PLC控制系统，主要是人们看到了其自动化控制的便捷性，这种自动化控制系统如今在越来越多的领域里面使用[1]。起重机的工作原理结构图（如图1），结合该设备的主要结构特点，对其进行具体分析，该起重机主要都包括以下几个组成部分，电源部分、保护系统部分、主控制器、变频系统部分、吊钩以及搬运车部分，其中第一部分的主要作用就是起保护作用，起重机是大功率设备，为了保证其在操作过程中的安全性，应该对其采取保护措施，保障人身安全，另外第二部分就是其主控制系统，这个部分相当于人的大脑，是用来控制起重机的运转的，具体就是起重机的上升以及下降、平移等都是由主控制器来完成的，其中PLC控制系统是一种可编程逻辑控制器，它内部具有一个存储设备，可以用来存储程序，执行逻辑运算，也就是操作指令，其三就是变频系统，PLC执行起重机指令，变频系统可以通过自动改变电源频率来做到对吊钩以及搬运车等在移动过程中速度，位置等的控制，这种控制是自动化的，其三，起重机的吊钩以及搬运车的作用，吊钩用来吊运大型物体，将其吊到指定位置，然后由搬运车对物体进行搬运。采用自动化装置，起重机的运行更有效率，更加精准化。
如图1起重机的工作原理结构图
二、航吊设备中变频器、PLC的特征分析
变频器以PLC等应用到起重机中，使起重机的自动化程度越来越高，可以降低人力成本，促进工业化生产技术的进步与提升。起重机又叫航吊或者吊车（如图2），当前我国的起重机械的类型多种多样，以应对不同的生产工作需求，有的航吊设备本身自重较大，如果不采用自动控制系统，其工作难度较大，结合吊车的基本结构以及使用特点进行分析，我国如今使用的安装有变频设备以及PLC控制系统的重型起重机其在使用过程中具有如下优势：
其一、首先自动控制起重机可以实现速度自动控制，包括速度的改变；其二，这种自动化控制的起重机能够实现准确定位，相比于传统的吊车，其定位误差大大缩小，甚至可以忽略不计；其三，对于设施的开关过程实现了系统自动控制，相比而言，传统的起重设备在其开启或者关闭的过程中，都会产生一定的冲击，这种冲击会影响起重机械的使用寿命，如果长期具有这种冲击，会影响起重机的整体的构成，可能导致吊车的结构发生错位，从而留下安全隐患；其四，使用操作过程更加简单，基本构成也相对更加简洁化，其电源系统与传统的系统相比，进行了进一步的优化，使其后期维修程序相对减少，降低维修难度；其五，装有自动化控制系统的起重机当在速度相对较低的情况下运转时，其产生的力矩变大，这使得起重机在工作过程中相对更加平稳，即使出现突发情况，设备出现问题，其起吊物体也不会坠落，这大大提升了安全性，对于施工人员的安全也有了一定的保障；其六、自动化控制起重机其可以大大降低能量的消耗，节约工程建设的成本，这对于工程建设中成本的控制具有重要意义；其七，自动化操作系统防止了人工误操作情况的出现，大大提升了操作的安全性以及可靠性，而且简化了操作流程，使操作更加便捷；其八，其速度以及位置可以依据起重机的工作需要进行变换。
如图2起重机基本结构示意图
变频系统以及PLC在起重机设备中的应用分析
（一）起重机中触屏控制技术的使用
安装有自动控制系统的航吊设备具有可以直接发出操控指令的功能，这种计算机上面安装有可以用来触屏的显示器板块，这是起重机的控制终端，在起重机开始工作的时候，由其控制系统直接将操作指令进行下达，具体发送到PLC的控制器，接着通过逻辑控制器进行航吊的控制[2]。上位机操控界面。采用上位机是为了进一步方便其发出控制指令，为了提高上位机的工作效率，可以采用多点触屏控制系统，通过这种多点触屏可以大大简化系统操作的界面，使操作更加简单，且易于掌握，这种多触控功能还可以实现联网操作，如果操作者想要看到动态的画面，就可以通过网上下载来获取，可视化操作使操作的设计更加人性化，采用上位机操作界面大大提高了操作的效率以及准确度。
（二）变频系统以及PLC控制系统的应用
在起重机设备中安装PLC以及变频系统，可以通过可编程控制器实现对变频器的控制，还可以通过该控制系统进行起重机小车的方向的移动，同时还可以选择在合理的范围内进行速度的调整，还可以实现对其吊钩的移动的控制，同时在该系统中还有监控设备，还具有传感器设备，其作用是对整个系统的运转情况进行监控，监控可以基本做到全面区域的监控，如果设备运转过程中出现问题或者起重物体的位置的情况、以及起重机的移动情况等都可以进行健康，这些监控获取的信息最终会上传至主控系统，紧接着就是由主控系统对系统运行中的问题进行处理，保证问题处理的及时性。
（三）安全控制器的应用分析
安全控制器的使用是为了保证起重机在运行过程中的安全，有时候可能会出现起吊设备在进行物体的吊运过程中有物体不慎坠落的情况，为了防止这种情况而定发生，可以在吊钩上也安装上摄像头，通过监控设备进一步实现对吊钩在起吊物体过程中的全程监控，这是为了防止吊钩由于不牢固造成安全问题，在实际的使用中将其与PLC系统结合使用，可以极大的提升起重系统的工作效率，并且保证其安全性。
（四）制动单元的确定
当起重机的运行系统提升以后，其运转的速度也会大大提高，这时如果有制动转矩，起重机的电动机就会受到一定的压力，这种压力在一定程度下会形成一定的负载，负载最终会转化为机械能，对于机械能的处理需要采用制动单元来完成，具体对其机械能的处理有两种方法，其一就是通过回馈的方式，可以利用直流线来完成回馈，这一这一部分机械能最后会被传至电网上，当然这种方式具有一定的缺点，对于电网质量要求较高，同时在此过程中要购置回馈设备，回馈装置的价格也较高，这会增加一定的成本，因此从经济角度出发，不建议采用这种方法；其二可以就是通过制动系统来消耗掉制动时产生的能量，包括制动电阻以及制动单元，一般在实际的应用中，这种方式应用较多。
四、结束语
如今在社会的生产活动过程中，起重机设备已经成为一种重要的工具，将变频器与PLC应用在起重机上是科学合理的选择，不仅能大大提升生产效率，还能在一定程度上保证安全，建议将其推广使用。
参考文献：
[1]黄明铸.变频器和PLC在起重机的应用[J].机电技术，2016，32（3）：31-32.
[2]薛鹏，朱立，王毅.变频器和PLC在大型起重机控制中的应用[J].电气应用，2016，27（24）.