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摘要：加入世贸组织后我国对外贸易越加繁荣，受货物运输成本所限，我国对外贸易一般通过海运形式进行运输，这也令港口成为了我国对外贸易集散地。为保证港口有序运行，国家投入了大量资金用于港口配套设施建设。起重机强大的运输能力令其成为了港口中货物搬运的主力。而PLC与变频技术在港口起重机械中的应用越来越广泛，下面本文就从这两项技术的优势入手分析，阐述其在港口起重机械中的应用。
关键词：PLC;变频技术;港口起重机;优势;应用中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-08-222
引言：经济快速发展令我国成为了世界闻名的制造大国，也令港口的作用被空前体现出来，作为水陆交通枢纽，各种进出口物资都要通过港口这一关卡，这就需要用到各类起重机械来完成货物装卸工作。当今自动化技术发展极快，港口起重机械也正在向着更加智能化的方向发展。而为了进一步提高港口货物运转效率，PLC以及变频技术正逐渐被应用到港口起重机械中，令设备操作准确性与稳固性得到了极大提升。
1 港口起重机械介绍
在港口各类用于货物搬运的起重机中，门座式起重机与岸边桥式起重机应用都较为广泛，下面分别进行介绍：
1.1门座式起重机设计要求
一是起重机经常需要重载起动，在传动装置间隙消除后其启动力矩必须要大。
二是调速范围大，这是为了防止货物发生突然提升、下降等动作时对起重机整体造成过大冲击而设计的，可有有效延长起重机使用寿命。
三是应保证起重机平稳运行，尤其是在起吊或者停车时各个部件应保持平稳，以免出现吊钩摆动令货物散落等情况。
四是应安装故障报警装置，一旦门座式起重机发生故障可及时提醒工作人员并提示故障点。
五是应安装备用电源，否则起重机运行过程中突然断电会影响货物安全运输。
六是应安装自检装置，当门座式起重机开机时可自动完成检验程序，为安全运输货物再增加一道警戒线。
1.2岸边桥式起重机选用原则
岸边桥式起重机大多被用来吊运集装箱，工作起来负荷极大，这就要求桥式起重机具备出色的制动功能，以免在吊运过程中使集装箱出现滑动而引起安全事故。在选用时，应考虑以下两方面性能：
一是安全性，因桥式起重机吊运的货物往往重量极大，在运输过程中容易产生更大惯性，因此必须保证桥式起重机在运行起来后能够保持平稳，对制动器的选择需要慎之又慎，应考虑到影响制动器使用性能的每一种因素，如制動器本身材料的刚度与韧性、制动器品牌及其制造工艺等，只有各方面表现都较为突出的制动器才能够被用于岸边桥式起重机上。
二是适配性，对于岸边桥式起重机来说，制动器是其核心装置，但制动器与其他部件之间关联性也较高，因此，在选用时要注重其与起重机整体的匹配程度，只有选用相互之间契合度高的制动器，才能令岸边桥式起重机的工作性能与优势被充分体现出来。
2 PLC在港口起重机械中的优势
PLC 是一种可编程逻辑控制器，将其运用到港口起重机械中，能够提供更加便捷的操作方式，以此来控制机械运转。PLC直接参与整个机械控制周期，当控制中心输出相应指令时，PLC就可进入工作模式，依据该指令执行相关操作，这是一种数字化操作模式，大大简化了起重机操作流程。
3 变频技术在港口起重机械中的优势
3.1简化港口设备控制方式
在港口起重机中应用变频技术之后，可将变频器正、反向控制端子与PLC相关部件连接在一起，这样就可令电机随心所欲地进行正、反转;变频器还具有多段速端子，将其与相应零件连接后，内置的编程控制器就可令电机实现多档位控制;还有一些变频器可通过控制端子实现无极调速功能。总之，应用变频技术后，港口起重机就会拥有更加多样化与简洁的控制方式。
3.2提升港口设备控制功能
变频器在工作过程中，可采集起重机起升或者变幅电机编码器信号，这样就可对吊具位置与电机速度实现实时监控，从而针对具体情况调整输出信号，增加了控制精度，防止起重机出现超速、溜钩等情况。此外，变频器还可调整电机加减速时间，令起吊与停车的过程更加平稳，起动电流较小，这对于频繁起停的港口起重机来说至关重要。同时，加装变频器后，起重机还可以实现快速制动目的，当发生紧急情况时这一功能可最大限度保护货物、机械与工作人员的安全。
3.3具备故障报警功能
变频器工作时，能够实时监测系统中电流、电压、转矩、转速等参数，当某一位置发生故障后，变频器可直接显示出故障原因是过电压、过电流、短路、超速中的哪一种，对维修工作起到提示作用，将故障排除时间进一步缩短。
4 PLC 与变频技术在港口起重机械中的应用
这里以门式起重机为例来阐述PLC与变频技术在港口设备中的应用实践。在实际工作中，门式起重机对控制与调速结构要求较高，因为其要在保障港口起重机相关性能的基础上高效完成货物运输任务。而PLC与变频技术则正好是优化控制与调速系统的重要部分，变频交流调速系统配合数字控制技术，可将货物运输效率进一步提高。
4.1若在起重机PLC主模块中搭载C200HE型机与相应通信模块，就可令联动运行成为现实。这样一来，当信号输入到 PLC模块内并经过处理、输出等程序后，就可利用变频器进行速度控制。而控制信号经变频器收集并反馈给运算模块后，可对起重机的通断进行高效控制，使门式起重机运行起来更加顺畅、精准。
4.2 PLC及变频技术可应用于起重机运行调试工作中。这一步包含三个环节：（1） 零序保护，在起重机正式启动之前，必须要严格检测其中的主令控制器，在面板显示零位的情况下PLC才可以切实发挥出作用，否则将阻碍门式起重机顺利开展吊装工作。（2） 上升运行，门式起重机在执行起升动作时，所有零部件需协同工作，其中，变频器与PLC 装置能够有效控制上升频率，但需注意变频器与 PLC 的控制状态，只有保证输出频率与主控器频率相同才能够令接触器在吸合动作中更加精准，从而优化起重机上升动作。（3） 下降运行，在这一动作中，尤其是起重机负载情况下进行下降运行，起重机控制起来就更加困难，而通过加装PLC与变频器，在这两种装置的紧密配合下，就可准确控制输出频率，令输出频率随控制人员指令而做出相应改变，使下降动作更加安全。 4.3 PLC与变频技术可对起重机起到保护控制作用，一般来说，港口起重机中必须具有增幅、减负、风速限位保护以及超载联锁保护等四个功能，搭载PLC 装置后，将其与变频技术相配合，就能够准确检测起重机运行状态，从而令起重机的保护功能切实发挥出来。PLC的加入，使起重机操作电路被大大简化，令其在执行升、降动作时更加可靠。
5 PLC与变频技术在港口中的发展方向
按照当前的发展轨迹来看，未来PLC可与变频器及组态模块进行结合，从而优化港口起重机控制精度与运行性能。随着研究深入，PLC在控制方式方面也会由单机向联机控制方向发展，如此一来，PLC 就会具有更完善的功能，从而实现对起重机的远程监控与远程操作，大大促进港口货物运输的自动化。总的来说，在港口起重机上搭载PLC与变频技术后，其优势更加明显，不仅能够起到精准控制起重机各种运行动作的作用，还能够保证其在运行状态中更加安全、稳定，这在港口相对忙、乱的货物运输工作中可最大限度保证整个起重系统的安全性。未来，港口起重机将实现运行动作自动化控制，同时不会发生超载现象，使起重机使用寿命更加长久。此外，运用这两项技术后，港口起重机在操作方面必将更加人性化，操作人员可视其实际状态对PLC编程进行修改，在令起重机进行速度增减时更加稳定、安全，并始终处于优良运行状态。
结束语：综上所述，在全球经济一体化的大背景下，我国与世界其他各国的经济交流频率必将越加频繁，港口运输会成为未来很长一段时间内我国经济增长的重要方式，这也间接对港口货物搬运效率提出了更高要求。对于港口起重机来说，搭载了PLC与变频技术后，可以使起重机操作更加简便，并可以在保证安全运行的基础上大大提高起重机运输效率，对促进港口经济发展与对外贸易繁荣具有极大意义。
参考文献
[1]劉磊. PLC与变频调速技术在港口起重机控制系统中的应用[J]. 工程技术（全文版）， 2017（2）：00250-00250.
[2]张学伟.PLC与变频技术在港口起重机械中的应用研究[J].山东工业技术，2016（09）：298.
[3]刘闯. PLC及变频器在港口起重设备上的应用[J]. 引文版：工程技术， 2016， 000（005）：P.255-255.
（上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司 上海 崇明 201913）
关键词：PLC;变频技术;港口起重机;优势;应用中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-08-222
引言：经济快速发展令我国成为了世界闻名的制造大国，也令港口的作用被空前体现出来，作为水陆交通枢纽，各种进出口物资都要通过港口这一关卡，这就需要用到各类起重机械来完成货物装卸工作。当今自动化技术发展极快，港口起重机械也正在向着更加智能化的方向发展。而为了进一步提高港口货物运转效率，PLC以及变频技术正逐渐被应用到港口起重机械中，令设备操作准确性与稳固性得到了极大提升。
1 港口起重机械介绍
在港口各类用于货物搬运的起重机中，门座式起重机与岸边桥式起重机应用都较为广泛，下面分别进行介绍：
1.1门座式起重机设计要求
一是起重机经常需要重载起动，在传动装置间隙消除后其启动力矩必须要大。
二是调速范围大，这是为了防止货物发生突然提升、下降等动作时对起重机整体造成过大冲击而设计的，可有有效延长起重机使用寿命。
三是应保证起重机平稳运行，尤其是在起吊或者停车时各个部件应保持平稳，以免出现吊钩摆动令货物散落等情况。
四是应安装故障报警装置，一旦门座式起重机发生故障可及时提醒工作人员并提示故障点。
五是应安装备用电源，否则起重机运行过程中突然断电会影响货物安全运输。
六是应安装自检装置，当门座式起重机开机时可自动完成检验程序，为安全运输货物再增加一道警戒线。
1.2岸边桥式起重机选用原则
岸边桥式起重机大多被用来吊运集装箱，工作起来负荷极大，这就要求桥式起重机具备出色的制动功能，以免在吊运过程中使集装箱出现滑动而引起安全事故。在选用时，应考虑以下两方面性能：
一是安全性，因桥式起重机吊运的货物往往重量极大，在运输过程中容易产生更大惯性，因此必须保证桥式起重机在运行起来后能够保持平稳，对制动器的选择需要慎之又慎，应考虑到影响制动器使用性能的每一种因素，如制動器本身材料的刚度与韧性、制动器品牌及其制造工艺等，只有各方面表现都较为突出的制动器才能够被用于岸边桥式起重机上。
二是适配性，对于岸边桥式起重机来说，制动器是其核心装置，但制动器与其他部件之间关联性也较高，因此，在选用时要注重其与起重机整体的匹配程度，只有选用相互之间契合度高的制动器，才能令岸边桥式起重机的工作性能与优势被充分体现出来。
2 PLC在港口起重机械中的优势
PLC 是一种可编程逻辑控制器，将其运用到港口起重机械中，能够提供更加便捷的操作方式，以此来控制机械运转。PLC直接参与整个机械控制周期，当控制中心输出相应指令时，PLC就可进入工作模式，依据该指令执行相关操作，这是一种数字化操作模式，大大简化了起重机操作流程。
3 变频技术在港口起重机械中的优势
3.1简化港口设备控制方式
在港口起重机中应用变频技术之后，可将变频器正、反向控制端子与PLC相关部件连接在一起，这样就可令电机随心所欲地进行正、反转;变频器还具有多段速端子，将其与相应零件连接后，内置的编程控制器就可令电机实现多档位控制;还有一些变频器可通过控制端子实现无极调速功能。总之，应用变频技术后，港口起重机就会拥有更加多样化与简洁的控制方式。
3.2提升港口设备控制功能
变频器在工作过程中，可采集起重机起升或者变幅电机编码器信号，这样就可对吊具位置与电机速度实现实时监控，从而针对具体情况调整输出信号，增加了控制精度，防止起重机出现超速、溜钩等情况。此外，变频器还可调整电机加减速时间，令起吊与停车的过程更加平稳，起动电流较小，这对于频繁起停的港口起重机来说至关重要。同时，加装变频器后，起重机还可以实现快速制动目的，当发生紧急情况时这一功能可最大限度保护货物、机械与工作人员的安全。
3.3具备故障报警功能
变频器工作时，能够实时监测系统中电流、电压、转矩、转速等参数，当某一位置发生故障后，变频器可直接显示出故障原因是过电压、过电流、短路、超速中的哪一种，对维修工作起到提示作用，将故障排除时间进一步缩短。
4 PLC 与变频技术在港口起重机械中的应用
这里以门式起重机为例来阐述PLC与变频技术在港口设备中的应用实践。在实际工作中，门式起重机对控制与调速结构要求较高，因为其要在保障港口起重机相关性能的基础上高效完成货物运输任务。而PLC与变频技术则正好是优化控制与调速系统的重要部分，变频交流调速系统配合数字控制技术，可将货物运输效率进一步提高。
4.1若在起重机PLC主模块中搭载C200HE型机与相应通信模块，就可令联动运行成为现实。这样一来，当信号输入到 PLC模块内并经过处理、输出等程序后，就可利用变频器进行速度控制。而控制信号经变频器收集并反馈给运算模块后，可对起重机的通断进行高效控制，使门式起重机运行起来更加顺畅、精准。
4.2 PLC及变频技术可应用于起重机运行调试工作中。这一步包含三个环节：（1） 零序保护，在起重机正式启动之前，必须要严格检测其中的主令控制器，在面板显示零位的情况下PLC才可以切实发挥出作用，否则将阻碍门式起重机顺利开展吊装工作。（2） 上升运行，门式起重机在执行起升动作时，所有零部件需协同工作，其中，变频器与PLC 装置能够有效控制上升频率，但需注意变频器与 PLC 的控制状态，只有保证输出频率与主控器频率相同才能够令接触器在吸合动作中更加精准，从而优化起重机上升动作。（3） 下降运行，在这一动作中，尤其是起重机负载情况下进行下降运行，起重机控制起来就更加困难，而通过加装PLC与变频器，在这两种装置的紧密配合下，就可准确控制输出频率，令输出频率随控制人员指令而做出相应改变，使下降动作更加安全。 4.3 PLC与变频技术可对起重机起到保护控制作用，一般来说，港口起重机中必须具有增幅、减负、风速限位保护以及超载联锁保护等四个功能，搭载PLC 装置后，将其与变频技术相配合，就能够准确检测起重机运行状态，从而令起重机的保护功能切实发挥出来。PLC的加入，使起重机操作电路被大大简化，令其在执行升、降动作时更加可靠。
5 PLC与变频技术在港口中的发展方向
按照当前的发展轨迹来看，未来PLC可与变频器及组态模块进行结合，从而优化港口起重机控制精度与运行性能。随着研究深入，PLC在控制方式方面也会由单机向联机控制方向发展，如此一来，PLC 就会具有更完善的功能，从而实现对起重机的远程监控与远程操作，大大促进港口货物运输的自动化。总的来说，在港口起重机上搭载PLC与变频技术后，其优势更加明显，不仅能够起到精准控制起重机各种运行动作的作用，还能够保证其在运行状态中更加安全、稳定，这在港口相对忙、乱的货物运输工作中可最大限度保证整个起重系统的安全性。未来，港口起重机将实现运行动作自动化控制，同时不会发生超载现象，使起重机使用寿命更加长久。此外，运用这两项技术后，港口起重机在操作方面必将更加人性化，操作人员可视其实际状态对PLC编程进行修改，在令起重机进行速度增减时更加稳定、安全，并始终处于优良运行状态。
结束语：综上所述，在全球经济一体化的大背景下，我国与世界其他各国的经济交流频率必将越加频繁，港口运输会成为未来很长一段时间内我国经济增长的重要方式，这也间接对港口货物搬运效率提出了更高要求。对于港口起重机来说，搭载了PLC与变频技术后，可以使起重机操作更加简便，并可以在保证安全运行的基础上大大提高起重机运输效率，对促进港口经济发展与对外贸易繁荣具有极大意义。
参考文献
[1]劉磊. PLC与变频调速技术在港口起重机控制系统中的应用[J]. 工程技术（全文版）， 2017（2）：00250-00250.
[2]张学伟.PLC与变频技术在港口起重机械中的应用研究[J].山东工业技术，2016（09）：298.
[3]刘闯. PLC及变频器在港口起重设备上的应用[J]. 引文版：工程技术， 2016， 000（005）：P.255-255.
（上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司 上海 崇明 201913）