港口電氣自動(dòng)化PLC的現(xiàn)狀與應(yīng)用

劉家榮 廣州港股份有限公司南沙糧食通用碼頭分公司

港口對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說非常重要，國(guó)家對(duì)于港口電氣自動(dòng)化的關(guān)注力度也非常大，港口現(xiàn)代化發(fā)展的步伐也在不斷加快，PLC技術(shù)在港口中的應(yīng)用能使港口電氣自動(dòng)化程度得到大提升，除了能保障港口貿(mào)易往來的安全性和港口生產(chǎn)水平之外，還能保障港口未來的發(fā)展，國(guó)家對(duì)港口電氣自動(dòng)化的關(guān)注，讓PLC技術(shù)在港口電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用在未來還有很大的發(fā)展空間。

一、港口電氣自動(dòng)化和PLC的概念分析

（一）港口電氣自動(dòng)化的含義

電氣自動(dòng)化通俗來說就是電氣信息中的一門新學(xué)科，它在人們的日常生活以及工業(yè)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中占據(jù)非常重要的地位，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中基本上都有電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，它主要是通過對(duì)電工技術(shù)、信息控制技術(shù)的研究，再通過對(duì)電機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，港口電氣自動(dòng)化能提升生產(chǎn)速度和生產(chǎn)質(zhì)量，在保證港口生產(chǎn)安全性穩(wěn)定性的同時(shí)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。

（二）港口電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀分析

近年來信息技術(shù)的迅速發(fā)展使人們進(jìn)入了信息時(shí)代，在信息時(shí)代下電氣自動(dòng)化同IT技術(shù)進(jìn)行了完美的結(jié)合，它對(duì)電氣自動(dòng)化發(fā)展的推動(dòng)作用和影響作用是非常強(qiáng)大的，再加上市場(chǎng)需求的不斷增加，電氣自動(dòng)化的發(fā)展在很大程度上得到了促進(jìn)。港口作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及對(duì)外貿(mào)易重要的樞紐，國(guó)家對(duì)于港口電氣自動(dòng)化的發(fā)展特別重視，近年來也加強(qiáng)了港口電氣自動(dòng)化的工作力度，以港口電子化的應(yīng)用來解決智能化儀表和工作控制器等設(shè)備之間的工作問題，使得港口工作中在使用分布式的控制系統(tǒng)時(shí)也可以做到有效的生產(chǎn)控制，實(shí)現(xiàn)工作中的人機(jī)交換，更有利于港口管理工作和生產(chǎn)工作的進(jìn)行。

（三）PLC的概念用途以及發(fā)展分析

PLC，中文名稱為可編程邏輯控制器，它是一種可以通過數(shù)字運(yùn)算來進(jìn)行操作的電子系統(tǒng)，其基本運(yùn)行原理就是在相應(yīng)的程序上進(jìn)行指令儲(chǔ)存，而后在儲(chǔ)存指令的內(nèi)部系統(tǒng)中通過用戶指令進(jìn)行邏輯運(yùn)算，可編程邏輯控制器可以對(duì)用戶指令進(jìn)行串行，并對(duì)用戶指令的順序進(jìn)行堆棧，再通過對(duì)指令狀態(tài)的掃描得出掃描結(jié)果，將掃描結(jié)果傳送到CPU，以CPU來實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶指令的循環(huán)性執(zhí)行。PLC運(yùn)用最基本且最廣泛的應(yīng)用是開關(guān)量的邏輯控制，在對(duì)開關(guān)量進(jìn)行的控制中，它可以有效的取代原先傳統(tǒng)的繼電器進(jìn)行邏輯控制，它不僅僅能對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行邏輯控制，還能同時(shí)對(duì)多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行邏輯控制。在PLC技術(shù)的通用性、靈活性特點(diǎn)和其技術(shù)的不斷發(fā)展之下，它被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域和各個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中去，特別是在電氣自動(dòng)化中，以PLC技術(shù)來推動(dòng)電子自動(dòng)化。

二、港口電氣自動(dòng)化中PLC的特征和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）港口電氣自動(dòng)化中PLC的特征

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)一個(gè)國(guó)家來說非常重要，而港口作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)之一，港口實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化能大大提升其生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)速度，提高港口的生產(chǎn)水平，推動(dòng)港口電氣自動(dòng)化發(fā)展最好的方法就是將PLC技術(shù)應(yīng)用到港口的電氣自動(dòng)化中。PLC技術(shù)具有應(yīng)用廣泛性、簡(jiǎn)便性、功能多樣化等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)都是推動(dòng)港口電氣自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵，因PLC技術(shù)功能多樣化，在性能控制方面的工作做的比較好，PLC本身就屬于編程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中帶有大量的編程，通過實(shí)際工作情況和編程的結(jié)合建立適合港口生產(chǎn)工作的控制體系，通過對(duì)港口的有效控制來提升港口生產(chǎn)水平。PLC在港口中的應(yīng)用還能在網(wǎng)絡(luò)通訊中進(jìn)行，以一點(diǎn)來輻射全區(qū)，做到整個(gè)港口通訊工作的安全有效，保護(hù)港口生產(chǎn)。PLC技術(shù)的應(yīng)用廣泛性特征讓PLC技術(shù)在港口電氣自動(dòng)化中應(yīng)用時(shí)能更好地進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)，而且PLC技術(shù)的維護(hù)工作也比較簡(jiǎn)單，在港口電氣自動(dòng)化中應(yīng)用時(shí)，如果PLC技術(shù)出現(xiàn)什么問題，港口工作人員可以馬上的進(jìn)行解決，省去一筆PLC技術(shù)的維護(hù)費(fèi)用，避免因?yàn)镻LC技術(shù)使用過程中出現(xiàn)的問題而對(duì)港口電氣自動(dòng)化運(yùn)行帶來影響，造成港口生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失。而PLC技術(shù)編程語言的簡(jiǎn)便性，讓系統(tǒng)指令輸入不需要很復(fù)雜的形式，只要通過簡(jiǎn)單化的語言輸入就能對(duì)工作程序進(jìn)行設(shè)定，有效運(yùn)行指令，讓港口工作的效率得到大大地提升。

（二）港口電氣自動(dòng)化中PLC的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

因?yàn)镻LC技術(shù)的開發(fā)時(shí)間比較短，且PLC技術(shù)的系統(tǒng)編程也比較簡(jiǎn)單，其在港口電氣自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用就具有極強(qiáng)的可操作性，在港口電氣自動(dòng)化應(yīng)用過程中可以進(jìn)行編程的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，功能優(yōu)勢(shì)較為明顯。就目前所開發(fā)的PLC產(chǎn)品來看，大部分的PLC產(chǎn)品都已經(jīng)具備了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的要求，有一個(gè)大致的標(biāo)準(zhǔn)模塊就能進(jìn)行特定代碼的錄入和編寫，在港口電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用因此就比較靈活適應(yīng)，大部分工作要求都能得到滿足，PLC技術(shù)的功能和電氣自動(dòng)化的功效都能得到極大的發(fā)揮。

三、港口電氣自動(dòng)化中PLC的應(yīng)用

（一）在港口空壓機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

廣州某港口糧食裝卸系統(tǒng)的閘門等設(shè)備中，它以壓縮空氣作為裝卸工作動(dòng)力，并在工作過程中需要空壓管網(wǎng)的氣壓一直保持在0.60Mpa以上，保證港口裝卸工作的穩(wěn)定性。該港口的空壓系統(tǒng)是由一臺(tái)變頻的螺旋式空壓機(jī)和四臺(tái)非變頻的螺旋式空壓機(jī)組成工作的，此空壓系統(tǒng)通過PLC在其中的應(yīng)用來對(duì)空壓管網(wǎng)的壓力值、空壓機(jī)投入運(yùn)行的數(shù)量等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，讓空壓系統(tǒng)的運(yùn)行更滿足實(shí)際的港口裝卸情況，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整。在空壓系統(tǒng)中，PLC自動(dòng)化的智能系統(tǒng)可以分為三個(gè)部分，一為空壓管網(wǎng)內(nèi)壓力值的對(duì)比，一為系統(tǒng)的就地聯(lián)控順序的啟動(dòng)和停止，最后一個(gè)為空壓機(jī)頻繁啟動(dòng)停止的保護(hù)程序，在PLC自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用中能做到小負(fù)載時(shí)以變頻機(jī)為主，非變頻機(jī)為輔，大負(fù)載時(shí)以非變頻機(jī)為主，變頻機(jī)為輔，在實(shí)現(xiàn)港口裝卸自動(dòng)化的同時(shí)做到對(duì)港口裝卸消耗能源的有效控制。（系統(tǒng)應(yīng)用過程如圖一所示）

（圖一）

（二）在港口皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

港口工作中除了門式起重機(jī)是工作過程中應(yīng)用比較頻繁的機(jī)械設(shè)備之外，皮帶運(yùn)輸機(jī)也是港口工作中應(yīng)用頻率較高的工作機(jī)械設(shè)備。將PLC技術(shù)應(yīng)用于港口皮帶運(yùn)輸機(jī)中能加強(qiáng)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)工作系統(tǒng)的控制和監(jiān)控，提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的電氣自動(dòng)化水平。廣州某港口糧食裝卸系統(tǒng)建有1個(gè)10萬噸級(jí)和 1個(gè)7萬噸級(jí)糧食專用泊位，5個(gè)2000噸級(jí)糧食裝船泊位。糧食裝卸系統(tǒng)筒倉(cāng)群整體倉(cāng)容約45萬噸，共有2000噸倉(cāng)容的立筒倉(cāng)53個(gè)，1萬噸倉(cāng)容的淺圓倉(cāng)32個(gè)。系統(tǒng)設(shè)有2000噸/時(shí)的進(jìn)倉(cāng)線2條，1000噸/時(shí)的出倉(cāng)線4條。糧食裝卸系統(tǒng)系統(tǒng)輸送皮帶總長(zhǎng)度約10公里，共有61臺(tái)皮帶輸送機(jī)，每臺(tái)皮帶輸送機(jī)單獨(dú)配有除塵系統(tǒng)控制揚(yáng)塵。

該港口糧食裝卸系統(tǒng)皮帶輸送機(jī)由PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)集中控制，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)皮帶輸送機(jī)及配套設(shè)備進(jìn)行選取配對(duì)組成糧食裝卸流程，實(shí)現(xiàn)糧食進(jìn)倉(cāng)、裝駁、裝車、倒倉(cāng)等作業(yè)工藝。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有1個(gè)主站和3個(gè)分站，各站點(diǎn)之間通過工業(yè)總線轉(zhuǎn)接光纖中繼進(jìn)行通訊，主站通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊與PLC上位機(jī)進(jìn)行通訊。系統(tǒng)內(nèi)共有6000個(gè)I/O點(diǎn)，主要為數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出兩大類。操作人員操作上位機(jī)選定流程首尾設(shè)備，PLC智能控制系統(tǒng)自動(dòng)配對(duì)中間設(shè)備，生成工藝流程。在操作人員發(fā)出啟動(dòng)流程/停止流程信號(hào)后，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的程序啟動(dòng)/停止流程設(shè)備，流程運(yùn)行期間系統(tǒng)自動(dòng)讀取故障信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行流程保護(hù)，實(shí)現(xiàn)糧食裝卸系統(tǒng)智能化自動(dòng)控制。（PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖二所示）

如圖二所示。

（圖二）

四 結(jié)束語

港口對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易影響頗大，在各個(gè)行業(yè)工作趨于電氣自動(dòng)化的情況下國(guó)家也加強(qiáng)了對(duì)港口工作電氣自動(dòng)化的關(guān)注，如何提升港口電氣自動(dòng)化水平，保障港口工作的效率和質(zhì)量是目前的關(guān)鍵點(diǎn)，而PLC技術(shù)的應(yīng)用將是推動(dòng)港口電氣自動(dòng)化水平提升的最好方法，雖然PLC技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性極高，且維修簡(jiǎn)便，但因?yàn)镻LC技術(shù)的研究時(shí)間較短，所以在港口電氣自動(dòng)化應(yīng)用過程中要從實(shí)際出發(fā)，將PLC技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，保證港口電氣自動(dòng)化水平的有效提高和港口工作的有序進(jìn)行。