智能控制技术在起重机中的应用研究

2016-07-05湖南省中南桥梁设备制造有限公司湖南怀化418000

山东工业技术 2016年14期

黄辉（湖南省中南桥梁设备制造有限公司，湖南怀化 418000）

智能控制技术在起重机中的应用研究

黄辉
（湖南省中南桥梁设备制造有限公司，湖南怀化 418000）

随着社会经济与科技的发展，逐渐的使起重机的控制方式得到了改变，把以前传统的电气控制方式改变成为了现今的智能控制方式，降低起重机发生故障的几率，使起重机的工作更加的安全，大大的增加了起重机的工作效率。本文对智能控制技术在起重机中的应用进行了简单的介绍。

智能控制技术；起重机；应用研究

0　引言

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。通常起重机械由起升机构、运行机构、变幅机构和回转机构，再加上金属机构，动力装置，操纵控制及必要的辅助装置组合而成。在使用传统的起重机电气控制技术时，往往会消耗很多能源，机器容易出问题，由于受力过大会导致电机损坏或钢丝断裂的问题，同时，需要工作人员的精神高度的集中，否则会带来严重的影响。这就加强了起重机中智能控制技术的应用。

1　智能控制技术组成

1.1PLC控制技术

PLC控制技术的全称为可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其硬件结构基本上与微型计算机相同，主要由电源、中央处理器、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块构成。在PLC的选用上，要根据不同起重机不同功能选择更加适合工作的PLC系统。如果是开关量控制的项目，可以忽略对速度的控制，选用比较低级的PLC系统就能完成；如果是以开关量为主，部分模拟量控制为辅的项目时，就应该选用具有数学运算、数据传输、模拟转换器这样低级的PLC系统；如果进行的是对控制有严格要求的项目时，可以根据其工作内容选择具有矩阵功能、诊断功能等的中高级PLC系统［1］。

1.2变频调速技术

变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系。通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。这种技术具有效率高、精确度高、调速范围宽的特点［2］。

起重机的变频调速控制系统主要由起升变频调速控制系统、大车走行变频调速控制系统、小车走行变频调速控制系统以及触摸屏控制系统四部分组成。工作人员根据工作的需求，对控制系统进行调节，以使起重机能更好的完成工作任务，保证了起重机工作时的安全稳定。

1.3传感技术及检测技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类［3］。

在起重机中使用传感监测技术，可以有效的监控起重机在工作过程中的每一个环节的变化，在发生不正常的工作时，能及时的发出信号，传递给PLC系统中，PLC系统对起重机进行控制，这样能使起重机的工作过程更具有安全性，达到了安全生产的目的。

1.4现场总线控技术

现场总线控制系统是由各种现场仪表通过互连与控制室内人机界面所组成的系统，具有一全分散、全数字化、全开放和可互操作的特点。也正是由于这些特点，现场总线控制技术在工业自动化领域有明显的优势，诸如很高的精确性、组志简单、设计安装方便、易于维护和扩展、可以节约软硬件投资等，被称为第五代控制系统，成为当今工业自动化发展的必然趋势。

在起重机中应用现场总线控制技术，是对变频器与PLC之间、变频器与变频器之间的控制、检测、数据交换。这样就加强了对每个变频器的工作状况进行监控力度，为工作人员提供了准确的状态信息，极大的提高了起重机控制的可靠性，使起重机在工作中更加的安全。

1.5HMI技术

HMI也叫人机界面。人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

在起重机中使用HMI技术，可以使PLC、变频器、传感器、仪表灯工作设备有效的连接在一起，通过对输入设备进行命令的编写，显示设备进行数据显示，以实现机器控制系统与工作人员进行数据交换。

2　起重机智能控制系统的实现

起重机智能控制系统是由PLC、变频器、传感器、控制器等多个环节控制的。在起重机智能控制过程中，起升机上安装的绝对编码器能准确的获取钢丝绳的位置，并将这一信号传递给PLC的检测模块，再有PLC内部控制结构对其进行调整。如果检测到起重机的钢丝绳出现问题时，就会自动的使其停止工作。同时，起重机制动控制系统经过PLC内部的数学运算等方式进行处理，将其得到的数据通过现场控制总线传递给工作中的每个变频器、制动器以及驱动器，来进行对起重机的控制。