1， PLC 门座式起重机变频控制方法研究的必要性

根据港机设备使用管理规定，在正常生产作业情况下，门座式起重机的使用寿 命为 20 年。但目前港机设备使用管理出台了新型政策，并未规定门座式起重机在 使用 20 年后强制进行报废。而 PLC 变频控制系统在门座式起重机上的应用将会使 得门座式起重机重获新生，其改造涉及费用将大大低于更换新型设备的费用。因 此，为使旧式港机设备继续为港口码头生产作业服役，在起重机机械结构状态良好 的情况下，将 PLC 变频控制方法应用到旧式门座式起重机的电气控制系统中，对 其进行合理的升级改造，使得旧式起重机获得良好的技术性能，便成为现代港机设 备的一大重要课题。

本次项目的研究对象为旧式 MQ25-35 型门座式起重机，电控系统采用 PLC 程 序控制，四大机构均采用变频调速控制。电气控制系统中加入 PLC 自诊断功能， 更新起升机构的开闭控制柜、支持控制柜，更新变幅、旋转机构控制柜，增加 PLC 控制柜，将各机构的控制信号引入 PLC 控制柜内，实现 PLC 变频控制系统的 更新。同时将各机构的限位保护加入 PLC 程序控制，安装故障触摸屏，对起重机 进行各机构的故障报警，实现起重机的动态监测。

1.2  变频控制系统控制的性能要求

根据生产作业需求，考虑旧式起重机机械结构的稳定性及机械强度的要求，原 有门机的性能参数如：起升高度、幅度，起升速度，旋转速度、变幅速度等数据不 需要做出调整。起升机构在抓斗及吊钩工况下的空载及重载速度保持不变。各运行 机构的主要参数要求如表 2 所示。为保障起重机机械结构的稳定性，金属结构的承 载能力，对于起重机的各机构主要运行参数均不作出相关调整。但电机速度给定与 力矩要求将会随着 PLC 变频控制系统的引入而使速度变化曲线更加平滑，力矩控 制精度将会增加，速度控制的响应将会加快。将会使得各机构运行平稳，速度曲线

1.3，门座式起重机使用设计标准

PLC 门座式起重机变频调速方法研究设计均按照如下标准和规范执行：

1）GB/T3811-2008    《起重机械设计规范》；

2）GB6067.1-2010    《起重机机械安全规程》；

3）GB/T17495-1998    《港口门座式起重机技术条件》；

4）GB/15362-94    《港口门座式起重机试验方法》；

5）GBJ232-2003    《电气装置安装工程施工及验收规范》；

6）GB/T4026-1992    《电气设备接线和特定导线线端的识别及应用通则》；

7）GB/T2728.1-1995    《电器图用图形符号总则》；

8）GB/T14048.4    《低压成套开关设备标准》；

9）GB/T18439-2001    《港口起重机稳定性基本要求》；

10）JTJ244-2005     《港口设备安装工程质量检验评定标准》；

11）国际电工委员会（IEC）有关标准；

12）JT/T79-2008     《港口大型起重机检测技术规范》；

13）JT/T93-2008     《港口装卸机械电气设备安装及检测规范》；

14）JT2014.2-97    《港口装卸机械电气修理技术要求》；

15）JT400-1999    《港口门座起重机安全规程》。

1.3 门座式起重机变频调速系统各机构电机设备选型

基于安川 PLC 的门座式起重机变频控制方法的设计主要由 PLC 控制变频器， 变频器给定电机速度及力矩控制信号，从而实现 PLC 变频调速系统。电气控制系 统应采用 PLC 程序控制，起升、变幅、旋转、及行走机构均采用变频调速控制 [33]。要求将各类限位保护列入 PLC 控制范围内，安装 PLC 故障显示屏，监控门机 运行参数与故障诊断。更新起升机构的开闭控制柜、支持控制柜，更新变幅、旋转 机构控制柜。为提升起升、变幅机构对变频调速的硬度、低频转矩特性及动态快速 响应的要求，起升机构与变幅机构应采用闭环矢量控制，因旋转机构属于低速运 行，可采用开环矢量控制即可满足速度控制需求[38]。

关于变频调速控制所需的设备选型主要涉及：各机构电机的选型、各机构变频 器的选型和 PLC 的选型。