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【摘 要】文章通过实例详细介绍变频器以及PLC在起重机控制系统中的应用，该系统存在直接转矩控制技术、高精度速度以及转矩控制特点，这些特点优势使得变频调速技术试用于大型起重机。
【关键词】大型起重机；变频器；PLC
1 解析大型起重机
大型起重机主要被使用于冶金企业，主要被应用于转炉、接手以及连铸机钢水转运等等主要工序中。众所周知，炼钢环境中的桥式起重机工作非常繁忙，起重的负荷也非常大，同时整个施工环境都比较差，然而组织生产对于起重机的准确定位、系统稳定性需求以及调速性能都有一定的要求。一般而言，在传统的起重机串电阻调速方式都比较简单，而且存在的缺陷也比较明显，调速范围比较小，启动转矩小以及无法长时间属于负荷环境下等严重缺陷。随着社会不断发展，电力电子技术发展迅猛，变频调速技术在施工环境中得到推广应用，变频技术能够结合各种传动场合，这种应用已经成为一种趋势。近几年来该技术发展非常迅猛，它能够节约资源、降低噪声污染，还具备维护量小一级自控能力强的优势，这个优势使得技术在短时间内被推广使用。对起重机进行调整之后，将变频技术植入电气传动系统中，经过改造之后的系统稳定强、维护方面可靠、效果非常良好和显著。
2 系统改造注意事项
转子回路需要串联电阻，该电阻消耗大量的电能，容易造成能源浪费出现。电阻需要进行分级切换，这样才有效的实现调速作用，但是在使用中也出现了问题，运行非常不平稳，容易在运行过程中出现机械冲击以及电气冲击问题。进入再生发电环节时，机械能会进入回馈电网环节，这个环节最容易导致电网功率因素变低，一旦出现回馈线比较长的情况下时，就会出现加大变压器、加大供电线路等投资问题出现。还有接触器频繁进行投切时，电弧会烧伤触头，这样会影响触头的使用效果和使用寿命，容易导致维修成本较高问题出现。
3 变频器在起重机中的应用
3.1 变频器选择
变频器选择应该注意一下几点，第一选择变频器时应该具备一定的功能，例如，启动动转矩大需求，一般需要达到200%的额定转矩，这是最根本的需求之一。抗冲击能力要强，采取一定的闭环矢量控制能力，这样就可以对起重机进行多段控制。而且这个过程会具备过电流、过电压以及接地故障等等多种保护功能变频器应该配有一定的标准接口以及一定的应用宏，这样就比较方便于外部进行联系，从而获得远程诊断数据。系统还应该具备动态制动特点，可以使用外部电阻来进行制动断续器，这样能够有效的取得电动机制动，从而逐渐降低减速时间。对此，可以根据实际情况采用高效的于直接转矩控技术，该技术投入使用之后可以实现高精度的速度以及转矩控制，这样可以保障零转速，从而保持住转矩特性。
3.2 确定制动单元
当系统逐渐提升得到完善时，运行的速度也会逐渐提高，变频器产生出制动转矩时，电动机会受到负载压力，这负载会接受机械能。在处理这两个环节时，一般都需要两种方式。第一种是用制动单元以及制动电阻来作为吸收对象，另一种是利用专门的设置在公共的直流母线上将剩余的整流直接回馈到专门的电网中。由于整流回馈装置价格都比较高，这对电网的需求也比较高，因此最有效的方式是需要选择制动单元加以控制，这样消耗的电阻量也会比较小，制动方式也比较合理。
4 系统应用特色
4.1 有效控制效果
从安全角度充分考虑，当起重机进入其中阶段时，电动机不会将抱闸开启，而是借助变频器做好预防电磁工作。适当的给电动机加入励磁，在借助力矩认定方式，可以准确的测量出电动机电流以及力矩运行量，从而确定出一定阈值。当抱闸逐渐打开时，小于阈值的开关也会自动的关闭。依靠变频器的优势进行有力控制，这样取得的效率也会逐渐显现出来，这一过程就杜绝了“溜钩”现象出现。
4.2 变频器使用特点
一般而言，直接转矩控制技术是当前使用效果最明显，交流传动最先进的方式之一。需要在变频器内部建立起专门的交流异步电动机，该设备建立需要建立在一定的数学模型中。主要依靠专门的转矩、电动机磁通以及转矩从而实现高效控制。从设备使用数据统计中得知，变频器在应用中具有以下特点：能够在低电流环境下实现电流巨大转矩，能够获得零转速满转矩突出特性，在这个过程中无需测速发动机辅助，也不需要光码盘作为反馈。在实际使用过程中，能够实现最大转矩，这个转矩能够高达200%以上的转矩，这样就可以在规定时间和范围内实现过大负载力需求。磁通制动能可以通过提升高电动机的磁场来满足速度控制需求，一般而言，精确的速度控制，一般都都一定的误差控制量，当动态转速误差控制在0.4%范围内时，那么静态精度需要控制在0.01%范围内。获得精确的转矩控制，动态转矩已经响应时，需要在开环应用中确定出开环时间，这个时间最好确定在1%到10%之间，这同其他的变频器相比较，获得的节能效果更加明显。在变频器以及电动机中可以加入du/dt滤波器，当前的调速转动变动幅度比较大，设备在不断变动时，会引起传动和调速度发生改变，因此在这个环节中需要做好避免电动机绝缘导致冲击出现。
4.3 PLC控制以及TP170综合管理
对整个电路系统的控制需要有专门的系列加以控制，需要依靠强大的优异性能以及强大的功能加以确定。这样才能在实现对所有电控装置的有效控制，这个控制满足自动化控制需求。对于外部电气器件性能进行准确判断以及检测时，能够提高操作人员直观程度，还可以在操作室内设置好专门的接触屏，主要被应用于系统状态以及故障排查中，该系统使用时会显示所有的指令，这种显示属于实时状态显示，这样能够方便操作人员接触屏幕，使得操作更加有效切准确，在后期进行维护以及检修时，可以准确地排除故障，基于查询图、故障表进行快速排除和确定，这样就可以将故障控制住。
5 结束语
随着工业自动化水平的不断提高，变频器和PLC本身的性能及功能日益完善，变频调试和PLC技术在桥式起重机中的应用，简化了控制系统，提高了调速质量。投运以来系统调速平稳，安全可靠，设备故障率大幅降低，同时交流变频技术扩展了电动机的转速范围，传动过程的生产效率得到显著提高。
参考文献：
[1]张云鹏，李培.基于RSLogix5000系统引入变频器实现节能环保系统的开发与设计[J].工业控制计算机，2013（9）.
[2]杨莉莉，李欣梅.核电变频器一拖二运行方式遇到的问题及解决方案[J].红水河，2013（5）.
[3]陈华.西门子Sinamics S120系列变频器在炼钢转炉倾动上的使用探讨和总结[J].电子世界-2013（19）
[4]黄秀娥，张伟.第一届新时达密炼机专用高压变频器应用及技术研讨会在上海召开[J].橡塑机械时代，2013（10）.
[5]张慧.基于工作过程“PLC与变频器技术应用”课程的改革与实践[J].牡丹江大学学报，2013（9）.
【关键词】大型起重机；变频器；PLC
1 解析大型起重机
大型起重机主要被使用于冶金企业，主要被应用于转炉、接手以及连铸机钢水转运等等主要工序中。众所周知，炼钢环境中的桥式起重机工作非常繁忙，起重的负荷也非常大，同时整个施工环境都比较差，然而组织生产对于起重机的准确定位、系统稳定性需求以及调速性能都有一定的要求。一般而言，在传统的起重机串电阻调速方式都比较简单，而且存在的缺陷也比较明显，调速范围比较小，启动转矩小以及无法长时间属于负荷环境下等严重缺陷。随着社会不断发展，电力电子技术发展迅猛，变频调速技术在施工环境中得到推广应用，变频技术能够结合各种传动场合，这种应用已经成为一种趋势。近几年来该技术发展非常迅猛，它能够节约资源、降低噪声污染，还具备维护量小一级自控能力强的优势，这个优势使得技术在短时间内被推广使用。对起重机进行调整之后，将变频技术植入电气传动系统中，经过改造之后的系统稳定强、维护方面可靠、效果非常良好和显著。
2 系统改造注意事项
转子回路需要串联电阻，该电阻消耗大量的电能，容易造成能源浪费出现。电阻需要进行分级切换，这样才有效的实现调速作用，但是在使用中也出现了问题，运行非常不平稳，容易在运行过程中出现机械冲击以及电气冲击问题。进入再生发电环节时，机械能会进入回馈电网环节，这个环节最容易导致电网功率因素变低，一旦出现回馈线比较长的情况下时，就会出现加大变压器、加大供电线路等投资问题出现。还有接触器频繁进行投切时，电弧会烧伤触头，这样会影响触头的使用效果和使用寿命，容易导致维修成本较高问题出现。
3 变频器在起重机中的应用
3.1 变频器选择
变频器选择应该注意一下几点，第一选择变频器时应该具备一定的功能，例如，启动动转矩大需求，一般需要达到200%的额定转矩，这是最根本的需求之一。抗冲击能力要强，采取一定的闭环矢量控制能力，这样就可以对起重机进行多段控制。而且这个过程会具备过电流、过电压以及接地故障等等多种保护功能变频器应该配有一定的标准接口以及一定的应用宏，这样就比较方便于外部进行联系，从而获得远程诊断数据。系统还应该具备动态制动特点，可以使用外部电阻来进行制动断续器，这样能够有效的取得电动机制动，从而逐渐降低减速时间。对此，可以根据实际情况采用高效的于直接转矩控技术，该技术投入使用之后可以实现高精度的速度以及转矩控制，这样可以保障零转速，从而保持住转矩特性。
3.2 确定制动单元
当系统逐渐提升得到完善时，运行的速度也会逐渐提高，变频器产生出制动转矩时，电动机会受到负载压力，这负载会接受机械能。在处理这两个环节时，一般都需要两种方式。第一种是用制动单元以及制动电阻来作为吸收对象，另一种是利用专门的设置在公共的直流母线上将剩余的整流直接回馈到专门的电网中。由于整流回馈装置价格都比较高，这对电网的需求也比较高，因此最有效的方式是需要选择制动单元加以控制，这样消耗的电阻量也会比较小，制动方式也比较合理。
4 系统应用特色
4.1 有效控制效果
从安全角度充分考虑，当起重机进入其中阶段时，电动机不会将抱闸开启，而是借助变频器做好预防电磁工作。适当的给电动机加入励磁，在借助力矩认定方式，可以准确的测量出电动机电流以及力矩运行量，从而确定出一定阈值。当抱闸逐渐打开时，小于阈值的开关也会自动的关闭。依靠变频器的优势进行有力控制，这样取得的效率也会逐渐显现出来，这一过程就杜绝了“溜钩”现象出现。
4.2 变频器使用特点
一般而言，直接转矩控制技术是当前使用效果最明显，交流传动最先进的方式之一。需要在变频器内部建立起专门的交流异步电动机，该设备建立需要建立在一定的数学模型中。主要依靠专门的转矩、电动机磁通以及转矩从而实现高效控制。从设备使用数据统计中得知，变频器在应用中具有以下特点：能够在低电流环境下实现电流巨大转矩，能够获得零转速满转矩突出特性，在这个过程中无需测速发动机辅助，也不需要光码盘作为反馈。在实际使用过程中，能够实现最大转矩，这个转矩能够高达200%以上的转矩，这样就可以在规定时间和范围内实现过大负载力需求。磁通制动能可以通过提升高电动机的磁场来满足速度控制需求，一般而言，精确的速度控制，一般都都一定的误差控制量，当动态转速误差控制在0.4%范围内时，那么静态精度需要控制在0.01%范围内。获得精确的转矩控制，动态转矩已经响应时，需要在开环应用中确定出开环时间，这个时间最好确定在1%到10%之间，这同其他的变频器相比较，获得的节能效果更加明显。在变频器以及电动机中可以加入du/dt滤波器，当前的调速转动变动幅度比较大，设备在不断变动时，会引起传动和调速度发生改变，因此在这个环节中需要做好避免电动机绝缘导致冲击出现。
4.3 PLC控制以及TP170综合管理
对整个电路系统的控制需要有专门的系列加以控制，需要依靠强大的优异性能以及强大的功能加以确定。这样才能在实现对所有电控装置的有效控制，这个控制满足自动化控制需求。对于外部电气器件性能进行准确判断以及检测时，能够提高操作人员直观程度，还可以在操作室内设置好专门的接触屏，主要被应用于系统状态以及故障排查中，该系统使用时会显示所有的指令，这种显示属于实时状态显示，这样能够方便操作人员接触屏幕，使得操作更加有效切准确，在后期进行维护以及检修时，可以准确地排除故障，基于查询图、故障表进行快速排除和确定，这样就可以将故障控制住。
5 结束语
随着工业自动化水平的不断提高，变频器和PLC本身的性能及功能日益完善，变频调试和PLC技术在桥式起重机中的应用，简化了控制系统，提高了调速质量。投运以来系统调速平稳，安全可靠，设备故障率大幅降低，同时交流变频技术扩展了电动机的转速范围，传动过程的生产效率得到显著提高。
参考文献：
[1]张云鹏，李培.基于RSLogix5000系统引入变频器实现节能环保系统的开发与设计[J].工业控制计算机，2013（9）.
[2]杨莉莉，李欣梅.核电变频器一拖二运行方式遇到的问题及解决方案[J].红水河，2013（5）.
[3]陈华.西门子Sinamics S120系列变频器在炼钢转炉倾动上的使用探讨和总结[J].电子世界-2013（19）
[4]黄秀娥，张伟.第一届新时达密炼机专用高压变频器应用及技术研讨会在上海召开[J].橡塑机械时代，2013（10）.
[5]张慧.基于工作过程“PLC与变频器技术应用”课程的改革与实践[J].牡丹江大学学报，2013（9）.