目前 PLC 控制系統(tǒng)已經(jīng)在各大廠礦方式之一、制造業(yè)、交通運輸業(yè)等設(shè)備上得到了廣 泛的應(yīng)用[21]深刻認識。PLC 程序控制具備編程簡單首要任務、抗干擾能力強、性能穩(wěn)定新型儲能、程序可隨 時更新等特點深入實施，方便電氣控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計、可經(jīng)過線下試驗臺實驗從而安全 的應(yīng)用到設(shè)備生產(chǎn)不同需求、制造現(xiàn)場等優(yōu)勢[22]業務指導。因此現(xiàn)代 PLC 控制技術(shù)在各大生產(chǎn)企業(yè) 得到了有效的應(yīng)用。海運及河運的核心在于港口碼頭發展空間，而港口碼頭的主力裝卸設(shè)備 是碼頭開展船舶裝卸作業(yè)的核心創造性，因此隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，港口碼頭裝卸設(shè) 備的大型化提供堅實支撐、專業(yè)化活動、智能化需求不斷提高[23]。因此在起重機生產(chǎn)行業(yè)創造更多，如：上 海振華還不大、南京港機、青島海西等碼頭起重機生產(chǎn)制造單位已經(jīng)將 PLC 變頻調(diào)速控 制應(yīng)用于港口裝卸上連日來。但老港口的港機設(shè)備仍可繼續(xù)服役保障性，因此這類傳統(tǒng)港機設(shè)備 電氣控制系統(tǒng)的改造，成為了一項重要課題[24]信息化技術。
在變頻調(diào)速系統(tǒng)控制中領先水平，最值得一提的就是矢量控制技術(shù)，矢量控制技術(shù)的提 出使得交流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性得到了顯著的改善[25]等特點，針對交流繞線式控制是一 個質(zhì)的飛躍使用，最為關(guān)鍵的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究以及使用，使得變頻調(diào)速控制技 術(shù)日趨成熟不合理波動，直接轉(zhuǎn)矩控制使得電動機在低速度狀態(tài)下建言直達，能提供大轉(zhuǎn)矩支持大幅拓展，使得 電動機的運行特性顯著提高，速度控制精度大部分、速度控制范圍重要工具、控制響應(yīng)速度等方面 得到質(zhì)的改善，現(xiàn)代變頻調(diào)速系統(tǒng)控制技術(shù)可適用在現(xiàn)代機械自動化生產(chǎn)的各大領(lǐng) 域之中[26]更加堅強。
1.5 選題及主要工作內(nèi)容
此次選題以 PLC 控制技術(shù)與變頻調(diào)速控制技術(shù)在傳統(tǒng)門座式起重機上的控制 方法研究為主題進行分析提供有力支撐、計算[27]。
1.5.1 選題意義
以港口舊式門座式起重機為研究對象配套設備，進行電氣控制系統(tǒng) PLC 的選型發展成就、PLC 的程序編程和變頻器變頻調(diào)速控制分析及設(shè)備選型以及相關(guān)電動機的計算選型開展 研究、設(shè)計建議。希望能為老港口的舊式起重機電氣系統(tǒng)控制的升級改造提供參考
[28]預期。
1.5.2 主要工作內(nèi)容
針對舊式門座式起重機的電氣控制系統(tǒng)的在使用中的各類缺陷，討論傳統(tǒng)電氣
控制系統(tǒng)在目前生產(chǎn)作業(yè)中存在的局限性[29]，從而針對傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)存在的 各類缺陷逐一出具解決方案加強宣傳，圍繞舊式門座式起重機如何適應(yīng)現(xiàn)代化港口裝卸作業(yè) 開展研究、設(shè)計及實驗改造[30]對外開放。詳細(xì)工作內(nèi)容如下：
1）分析舊式門座式起重機電氣控制系統(tǒng)存在的問題并提出解決方案 現(xiàn)代港口碼頭開展船舶裝卸作業(yè)互動式宣講，需要提高裝卸效率，提升裝卸質(zhì)量用的舒心，同時在
設(shè)備管理方面不斷降低設(shè)備維護成本結構，延長起重設(shè)備的使用壽命，從而降低港口碼 頭生產(chǎn)作業(yè)的運營成本模式，傳統(tǒng)的碼頭起重機電控還有很大一部分采用轉(zhuǎn)子回路串電 阻分段控制的交流繞線式電機繼電器-接觸器系統(tǒng)效果較好，設(shè)備陳舊、技術(shù)落后貢獻，裝卸效 率低廣泛應用，存在電能消耗大[31]；電阻分級切換持續，控制精度差導(dǎo)致設(shè)備各機構(gòu)運行不夠 平穩(wěn)情況，對電氣設(shè)備、機械機構(gòu)沖擊較大核心技術；設(shè)備故障率極高綠色化，維修成本費用高；電動 機低速氣動力矩低創新能力；起升機構(gòu)運行不穩(wěn)至關重要，貨物裝卸位置得不到有效保障等缺陷
[32]。
針對以上情況根據(jù)起重機運行參數(shù)要求發展，擬設(shè)計一套由 PLC 控制的變頻調(diào)速 系統(tǒng)在門座式起重機上的應(yīng)用改進措施，改造方法領域。
2）根據(jù)設(shè)備使用要求開展電機的選型計算工作 根據(jù)起重機生產(chǎn)參數(shù)需求，開展起升機構(gòu)要素配置改革、變幅機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)及行走機構(gòu)電
機的選型工作[33]溝通機製。
3）PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計及程序編寫 針對舊式起重機電氣控制在目前港口船舶裝卸過程中存在的問題無障礙，以簡化控制
系統(tǒng)中的硬件電路、提高電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性宣講活動、可靠性利用 PLC 程序控制的優(yōu) 勢對舊式門機開展 PLC 控制技術(shù)分析高產、程序編寫[34]。
4）變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與參數(shù)設(shè)置 根據(jù)門座式起重機生產(chǎn)參數(shù)需求快速融入、所選電動機的參數(shù)要求帶動產業發展，以變頻調(diào)速系統(tǒng)具
備的調(diào)速性能好、調(diào)速范圍廣發揮作用、調(diào)速精度高、動態(tài)穩(wěn)定好、力矩控制響應(yīng)快等特 點十分落實，選用與 PLC 相匹配的電動機變頻器規模，開展變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計及參數(shù)設(shè)置
[35]。經(jīng)過結(jié)合實際改造經(jīng)驗作用，驗證變頻調(diào)速系統(tǒng)的可行性、合理性及穩(wěn)定性。
5）合理利用試驗臺試運行 PLC 變頻控制系統(tǒng)銘記囑托，修訂程序設(shè)計及相關(guān)參數(shù)設(shè)置 使用 PLC 試驗臺事關全面，將已經(jīng)編寫完成的 PLC 程序傳輸完畢，經(jīng)過試驗臺的試車
控制製造業，驗證 PLC 的程序編寫情況與時俱進，找出相關(guān)程序漏洞，并合理修改[36]解決方案。 6）門座式起重機改造后的試運行 對門座式起重機電氣系統(tǒng)控制的改造完成后性能，PLC 程序修訂完成，變頻器參
數(shù)設(shè)置完成不斷豐富，開展對變頻控制系統(tǒng)的調(diào)試方案，確定電氣控制系統(tǒng)滿足改造的相關(guān)要求
后，進行試車工作同時，設(shè)備空載運行實施體系、重載運行。開展變頻器監(jiān)控幅度，及 PLC 程序控 制監(jiān)控技術創新，確認(rèn) PLC 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制研究的可行性及可靠性分析效高性。
此次變頻調(diào)速系統(tǒng)控制方法的研究，是從解決老港口舊式門座式起重機電氣控 制系統(tǒng)出發(fā)技術發展，對傳統(tǒng)調(diào)速方案進行了控制方式的革新和數(shù)字化的改造重要的作用，實現(xiàn)了節(jié)能 改造、提高了設(shè)備運行的精度控制自動化、提升了設(shè)備運行的安全保護重要的意義、降低了設(shè)備故障 率及設(shè)備維護成本[37]。
