淺談港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用與探索

李斌

【摘 要】本文在港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用分析上主要以PLC技術(shù)展開探究，對PLC技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)介紹以及分析了在電氣自動化中的作用。關(guān)于PLC電氣自動化在港口設(shè)備中的應(yīng)用本文從要從門式起重機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、集裝箱橋式起重機(jī)三個(gè)方面進(jìn)行論述，以此更加清晰呈現(xiàn)出電氣自動化對于港口設(shè)備的重要性，也能夠?yàn)楦劭谠O(shè)備建設(shè)提供一定的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】港口設(shè)備；電氣自動化；應(yīng)用

一、港口電氣自動化技術(shù)的概述

將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在港口上具有眾多好處，其中調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)、交流變頻化、自動流程控制等關(guān)鍵技術(shù)更是為港口設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)增添了效率。自上世紀(jì)七十年代到八十年代之間，電氣自動化技術(shù)中的變頻調(diào)速技術(shù)在港口運(yùn)輸裝載機(jī)械上使用頻繁，經(jīng)過幾十年的發(fā)展至今，變頻調(diào)速技術(shù)在不斷的改進(jìn)之下又有了嶄新的突破，為現(xiàn)代電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)?？删幊踢壿嬁刂破鱌LC的崛起在很大程度上促進(jìn)了電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，尤其是在現(xiàn)代化港口的建設(shè)領(lǐng)域，PLC技術(shù)使得各大機(jī)械設(shè)備得到了有效的控制，提升了港口運(yùn)作的效率，也使得港口工作人員的工作量得到了大幅度減少，這是港口設(shè)備電氣自動化的重要標(biāo)志。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下，PLC技術(shù)在以后的發(fā)展中，電氣產(chǎn)品將會朝著多元化的方向發(fā)展，控制程序也會更加完善，完美的PLC新技術(shù)會越來越適應(yīng)電氣設(shè)備自動化控制的需要。

二、PLC簡介及在電氣自動化中的作用

（一）PLC簡介

PLC是可編程邏輯控制器的英文簡稱，目前在很多工業(yè)場合中有所應(yīng)用。在PLC控制過程中，首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行編程，通過對程序的運(yùn)行來進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最終通過對其他工業(yè)器件的控制完成生產(chǎn)過程。PLC控制出現(xiàn)的初衷是應(yīng)用在工業(yè)控制環(huán)境中，在編程過程中，在存儲器中保存的程序可以執(zhí)行多種運(yùn)算。在目前的應(yīng)用中，無論是PLC的輸入端還是輸出端，都是采用數(shù)字式或者是模擬式，能夠很好的完成對工業(yè)生產(chǎn)過程的精確控制。并且在PLC的發(fā)展歷程中，更加重視對其功能擴(kuò)展的能力，并且朝著模塊化的方向在不斷發(fā)展。

PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

（二）PLC在電氣自動化中的作用

自改革開放以來，，電氣工程是我國一直重視的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，電氣工程不僅能給我國經(jīng)濟(jì)上帶來發(fā)展，也能促進(jìn)我國現(xiàn)代化進(jìn)程。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，PLC技術(shù)也不斷的發(fā)展進(jìn)步，某種程度上，PLC技術(shù)的進(jìn)步也受益于電氣工程技術(shù)的進(jìn)步。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下，PLC技術(shù)在以后的發(fā)展中，電氣產(chǎn)品將會朝著多元化的方向發(fā)展，控制程序也會更加完善，完美的PLC新技術(shù)會越來越適應(yīng)電氣設(shè)備自動化控制的需要。

在PLC的眾多應(yīng)用中，基本都能夠發(fā)揮優(yōu)良的性能，特別是在對開關(guān)量的邏輯控制中，使用PLC控制能夠比繼電器控制更具優(yōu)勢。當(dāng)前在工業(yè)控制領(lǐng)域，越來越朝著多機(jī)群控的方向發(fā)展，各種自動化流水生產(chǎn)線得到了廣泛應(yīng)用，在這種背景下，PLC控制更占優(yōu)勢。在一些模擬量控制場合，會隨著工業(yè)控制過程的變化有許多模擬量在不斷的變化，比如說生產(chǎn)過程的溫度和切削刀具的速度，都在根據(jù)設(shè)定的控制方案不斷變化，但是通過傳感器對這些變化量的采集得到的都是模擬量，為了能夠讓PLC進(jìn)行數(shù)字信號處理，還需要配備相應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。在運(yùn)動控制方面，PLC同樣能夠發(fā)揮出巨大的作用。無論是直線型還是圓周型的工業(yè)控制過程，PLC已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度控制。以永磁同步電機(jī)控制為例，在有些工業(yè)控制中，需要對電機(jī)帶動的刀頭進(jìn)行精確位置控制和速度控制，以此來完成切削工作，通過該電機(jī)均勻安裝的編碼器可以獲取轉(zhuǎn)速信號，然后通過對刀具的定位，就能夠得到其坐標(biāo)系位置，然后將轉(zhuǎn)速反饋信號和位置反饋輸入到PLC中，經(jīng)過信號處理之后，PLC發(fā)出指令信號，然后進(jìn)行電機(jī)運(yùn)動控制。

三、PLC電氣自動化在港口設(shè)備中的應(yīng)用

正是由于電氣自動化中PLC技術(shù)的強(qiáng)大性，因此在港口設(shè)備建設(shè)中有著極大的應(yīng)用前景，下面關(guān)于PLC電氣自動化在港口設(shè)備的應(yīng)用分析主要從三個(gè)方向出發(fā)：門式起重機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)、集裝箱橋式起重機(jī)。

（一）港口門式起重機(jī)中的應(yīng)用

港口運(yùn)轉(zhuǎn)過程中必然少不了起重機(jī)，為了能夠保證貨物在調(diào)動的過程中維持一定的穩(wěn)定性，對門式起重機(jī)的靈敏性進(jìn)行提升有著很大的必要性。PLC技術(shù)的有效應(yīng)用很好的解決了此類問題，使得門式起重機(jī)即使在頻繁的運(yùn)作過程中也不會經(jīng)常出現(xiàn)失靈的情況。將PLC電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在港口門式起重機(jī)后能夠使得聯(lián)鎖電路、過壓及過流電路得到有效控制，而在PLC是否正常運(yùn)作的判斷上則是通過PLC輸出端信號而定，當(dāng)信號顯示為直流24V表示正常運(yùn)作，反正則出現(xiàn)異常。不僅如此，在這種模式之下還能夠?qū)π⌒屠^電器進(jìn)行有效驅(qū)動，最后將信號傳遞給接觸器線圈，使得整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)作起來。

（二）港口膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

分布式控制結(jié)構(gòu)在以往的港口膠帶運(yùn)輸機(jī)上最為常見，同時(shí)這也是電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用之一，在港口膠帶運(yùn)輸機(jī)的分布式控制結(jié)構(gòu)中主要包含了三塊內(nèi)容：現(xiàn)場檢測裝置、現(xiàn)場控制裝置以及控制站。如今電氣自動化在港口運(yùn)輸機(jī)上的應(yīng)用主要是通過以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)集中控制系統(tǒng)中包含的模塊較傳統(tǒng)相比更多更復(fù)雜，例如具備監(jiān)控中心、操作員裝置、服務(wù)器設(shè)置等等。在該系統(tǒng)中，集中控制器主要和控制站的數(shù)據(jù)通信互相配合完成作業(yè)，同時(shí)在運(yùn)作的過程中是建立在TCP/IP協(xié)議的背景之下。

由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)到的模塊繁多，因此在實(shí)際運(yùn)行的過程中數(shù)據(jù)交互工作常常會遇到障礙，其中距離是個(gè)很大的因素，當(dāng)控制裝置與數(shù)據(jù)通訊交互的距離超過一千二百米的情況下連接將變得不夠暢通，這個(gè)時(shí)候就需要相關(guān)技術(shù)人員予以改進(jìn)以此使得數(shù)據(jù)交互得到進(jìn)一步鞏固，例如可以添置一個(gè)中繼器。

（三）港口集裝箱橋式起重機(jī)中的應(yīng)用

由于港口設(shè)備的復(fù)雜多樣，這給PLC技術(shù)的應(yīng)用也帶來了一定的難度性，在系統(tǒng)交互繁多的狀況下PLC呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化的姿態(tài)，而系統(tǒng)驅(qū)動器也和PLC有效交融使得系統(tǒng)信息共享，這樣一來港口的各個(gè)設(shè)備之間也能夠有效關(guān)聯(lián)起來。

港口中集裝箱橋式起重機(jī)在成功應(yīng)用PLC后能夠?qū)︱?qū)動器內(nèi)部故障原因進(jìn)行有效說明，當(dāng)設(shè)備異常的情況下相關(guān)技術(shù)人員通過系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)就能夠發(fā)現(xiàn)故障所在，進(jìn)而在最短的時(shí)間內(nèi)將故障排除，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，驅(qū)動器在應(yīng)用PLC之后還具備一定的存儲功能，能夠通過數(shù)據(jù)顯示出制動器、吊具、接觸器的工作次數(shù)，這也使得工作人員對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有著更深入的了解，讓集裝箱橋式起重機(jī)能夠穩(wěn)定的運(yùn)作。

四、結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的趨勢之下科技水平也不斷突破，電氣自動化技術(shù)在港口中的成功應(yīng)用使得港口設(shè)備更具智能化的特征，這也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢。但電氣自動化技術(shù)的探索之路仍舊漫長，只要人們不斷努力，未來必定還會有驚人的突破。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉堯.港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2018（04）：180.

[2]孫全營.港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用與探索[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2017，36（10）：134-135.

[3]謝明昕.關(guān)于港口電氣自動化發(fā)展的思考[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（14）：271.

[4]唐國中.港口設(shè)備電器自動化技術(shù)應(yīng)用探討[J].中國高新區(qū)，2017（13）：97.

[5]黃微微.西門子港口機(jī)械電氣自動化系統(tǒng)研討會在上海召開[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2001（01）：9.