中國起重行業自動化產品應用狀況分析

作為典型的OEM行業，起重機械行業涉及的機型較多。整體而言，大型起重機基本都是由PLC實施控制功能，而國內一些中、小型港口的起重設備仍在采用繼電器-接觸器控制系統俗稱常規控制系統，并涉及到大量的低壓配電產品和傳動產品。

　　因此，在自動化市場的描述上，我們主要通過兩個維度來進行細分。第一是產品維度：描述PLC、HMI、低壓變頻器、低壓電器的市場規模。第二是機型維度：造船起重機、港口起重機、散料輸送設備、冶金專用起重機、電力專用起重機等不同類型起重機械的自動化市場規模。在數據上，我們對這兩個維度進行了交叉，從而較為細致的描述自動化市場的規模和細分。

　　起重行業自動化產品應用介紹

　　起重行業的自動化產品主要應用在起重機械的電控系統中，起重行業的電控系統主要包含工控產品、配電產品、中壓變壓器、外圍設備四部分。本報告將對工控產品和配電產品做出詳盡的描述。

　　工控產品

　　工控產品主要分為四類：主控系統、驅動系統、上位系統（ＨＭＩ）、傳感器。

　　主控系統

　　起重行業的主控系統分為兩類：傳統控制器和可編程邏輯控制器（PLC）。

　　傳統控制器

　　繼電器-接觸器控制系統俗稱常規控制系統。由于其控制過程較為直觀、維修人員易于掌握、初期投資相對較小，目前在國內一些中、小型港口的起重設備仍在采用。它的缺點是能量指標差、設備體積大、元件種類多、元件之間連線多、時間繼電器整定值整定困難或不精確、 更改控制邏輯困難。在大型控制系統上目前已很少采用。

　　可編程邏輯控制器（PLC）

　　可編程序邏輯控制器(PLC)已廣泛應用于起重行業各類設備中，相對傳統控制器，它有以下優點：  1) 功能強大，性價比高  2) 硬件配套齊全、用戶使用方便、適應性強 3) 可靠性高，抗干擾能力強 4) 系統的設計、安裝、調試工作量少 5) 維修工作量小，維修方便  6) 體積小、能耗低。

　　應用特點：

　　根據產品類型和噸位的不同，一臺起重設備上可能會配置1-4臺PLC。大中小型PLC在起重行業都有應用，岸橋、龍門吊等大型設備商PLC的控制點數多達數千，普通起重機主要使用小型PLC。

　　行業要求：

　　起重行業對PLC的網絡組件的抗干擾能力要求比較高。港口的鹽霧、粉塵，冶金環境的高溫、粉塵等都會對設備造成影響，因此要求設備都有涂層板。

　　應用領域：

　　在所調查的產品中，除了比較低端的冶金橋機使用比例較低（中小型產品只用低壓電器）外，其余產品基本都使用PLC。

　　主要品牌：

　　驅動系統

　　起重行業的驅動方式分為五類：直接啟動、軟啟動器、定子調壓、轉子子串電阻驅動器、變頻器。

　　軟啟動器：

　　目前軟啟動器主要應在斗輪堆取料機等設備上驅動大功率的皮帶機或斗輪。

　　定子調壓、轉子子串電阻驅動器：

　　定子調壓調速是在變頻器推廣之前比較好的調速方案。它電機調速范圍不大，這種調速方法必須補串電阻，以擴大調速范圍，但機械特性較軟，穩定性差。但定子調壓驅動器的設計充分考慮了冶金行業高溫、高粉塵的適用環境，驅動器在 70 度能正常共作，控制電子版涂有防護涂層，免受導電粉塵影響。

　　變頻器：

　　常用的300KW 以下變頻器一般為單傳動方式，300KW以上多用多傳動方式。

　　應用特點：

　　一般起重設備上至少配置4臺變頻器。一般為單傳動方式，即單臺變頻器包含整流器、逆變器、制動單元等部件。但大型的起重裝卸設備上往往采用多傳動系統。

　　行業要求：

　　主要技術要求有位能負載，動態相應，矢量閉環，過載能力等。此外變頻器的IP防護等級也要求比較高。其中提升機對變頻器的要求最高，上、下行不能產生“溜鉤”現象，性能上零速時需要輸出至少150%以上的額定轉矩 。同樣要求設備都有涂層板。

　　應用領域：

　　冶金橋機變頻器使用率較低，多用定子調壓。另外，在散料裝卸設備商，變頻器的使用率也較低。