淺談港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

高云霄 高凱

摘要：我國入世以后，國家進(jìn)出口貿(mào)易量增大，港口吞吐量也與日俱增，所以港口生產(chǎn)設(shè)備電氣自動化技術(shù)發(fā)展成為必然。文章基于PLC自動化控制系統(tǒng)這一技術(shù)背景簡要探討了當(dāng)前港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用改造與深化，結(jié)合例證了解現(xiàn)代化港口智能化發(fā)展建設(shè)美好前景。

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù)；港口生產(chǎn)設(shè)備；PLC自動控制系統(tǒng)；貨物搬運(yùn)

1 PLC控制系統(tǒng)的電氣自動化應(yīng)用

1.1 PLC的發(fā)展簡析

PLC即可編程邏輯控制器，它是專門應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的一種創(chuàng)新數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，擁有邏輯編程存儲器。在如今的港口電氣自動化技術(shù)領(lǐng)域，PLC技術(shù)的功能應(yīng)用非常廣泛，且它還具有操作簡易的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用優(yōu)勢，易于快速編程，可應(yīng)用功能類型也相當(dāng)之多。從經(jīng)濟(jì)成本角度分析，PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化應(yīng)用方面投入資金相對較少，但卻能實(shí)現(xiàn)實(shí)用效果最大化，擁有較高的性價比優(yōu)勢。

1.2港口電氣化設(shè)備的PLC自動化技術(shù)應(yīng)用

1.2.1門坐式起重機(jī)的PLC系統(tǒng)應(yīng)用

門座起重機(jī)在運(yùn)行過程中首先就要保證的它的高穩(wěn)定運(yùn)行特性，再結(jié)合電氣自動化技術(shù)要求，所以引入PLC系統(tǒng)勢在必行。在PLC系統(tǒng)引入后，傳統(tǒng)中門坐式起重機(jī)在頻繁操作過程中靈敏性偏差甚至設(shè)備直接失靈的問題就能得以解決。

以具體的作業(yè)環(huán)節(jié)為例，門坐式起重機(jī)的操作關(guān)鍵為主令控制器，在控制器基礎(chǔ)上完成諸如對聯(lián)鎖電路、過壓電路以及過流電路的相應(yīng)控制，結(jié)合電力輸入運(yùn)用PLC輸入與輸入過程，實(shí)現(xiàn)對外接端口的有效控制。在這一所描述的工作模式中，PLC就主要負(fù)責(zé)顯示輸出端信號，如輸出端信號顯示直流電壓為24V左右時，可表明門坐式起重機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下。

1.2.2傳送帶運(yùn)輸機(jī)的PLC系統(tǒng)應(yīng)用

傳送帶運(yùn)輸機(jī)是港口生產(chǎn)運(yùn)營中的重要機(jī)械設(shè)備，現(xiàn)代港口希望傳送帶運(yùn)輸設(shè)備融入電氣自動化技術(shù)，所以PLC控制系統(tǒng)就承擔(dān)起這一責(zé)任。一般來說，在融入了PLC控制系統(tǒng)的港口傳送帶運(yùn)輸機(jī)就應(yīng)該采用分布式控制結(jié)構(gòu)，結(jié)合系統(tǒng)現(xiàn)場控制系統(tǒng)中控制站、現(xiàn)場控制裝置以及現(xiàn)場檢測裝置來實(shí)現(xiàn)對運(yùn)輸機(jī)電氣自動化的有效集中控制內(nèi)容。

為了確保數(shù)據(jù)交互共享工作的有效性與有序性，在具體的PLC控制系統(tǒng)與傳送帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過程中還會考慮到集中控制裝置與數(shù)據(jù)通訊交互距離的計(jì)算，一般來說PLC控制系統(tǒng)的有效距離在1200m左右。如果超出1200m，則要通過以太網(wǎng)配合中繼器來滿足遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交互技術(shù)過程，實(shí)現(xiàn)無限距離數(shù)據(jù)交互共享。

1.2.3港口集裝箱橋式起重機(jī)的PLC系統(tǒng)應(yīng)用

港口生產(chǎn)體系中對裝卸橋非常依賴，所以將裝卸橋設(shè)置于橋式起重機(jī)中非常有利于港口集裝箱的快速搬運(yùn)運(yùn)輸。當(dāng)然基于工作的重要性，港口集裝箱橋式起重機(jī)是承擔(dān)著范圍極其廣泛的工作內(nèi)容的，所以它的系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互量極大。為此需要結(jié)合PLC所提供的邏輯編程系統(tǒng)助力網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)交互過程。PLC系統(tǒng)本身能夠?yàn)楦劭诩b箱橋式起重機(jī)建立完善的控制命令，結(jié)合給定信號及狀態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)驅(qū)動器與起重機(jī)系統(tǒng)的有效融合，最終形成一套完善的信息共享系統(tǒng)，滿足港口集裝箱運(yùn)輸傳送工作的高效率要求，達(dá)到設(shè)備關(guān)聯(lián)控制。

從深層次的技術(shù)角度來講，港口集裝箱橋式起重機(jī)電氣自動化技術(shù)應(yīng)用中還加入了PLC數(shù)據(jù)驅(qū)動、故障自檢、數(shù)據(jù)顯示統(tǒng)計(jì)等等功能，結(jié)合這些功能就能實(shí)現(xiàn)對起重機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動故障歷史信息數(shù)據(jù)的有效存儲，并結(jié)合起重機(jī)中的接觸器動作次數(shù)來計(jì)算起重機(jī)工作量、吊具的開閉鎖次數(shù)實(shí)際參數(shù)等等，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行維護(hù)。再者，PLC系統(tǒng)所提供的CCMS人機(jī)友好交流界面也能夠及時掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，再結(jié)合港口所提供的橋式起重機(jī)光纜轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)接與聯(lián)動。

2案例分析

港口貨物搬運(yùn)控制系統(tǒng)當(dāng)前多基于PLC可變成邏輯控制器完成，它能保證貨物運(yùn)送的高可靠性，非常有利于編程及設(shè)備智能化、自動化控制，大幅度減輕人力物力成本，更能實(shí)現(xiàn)對貨物搬運(yùn)的精確定位，這全面提高了港口貨物搬運(yùn)的可操控性與安全性。下文結(jié)合實(shí)際案例分析在港口貨物搬運(yùn)控制系統(tǒng)中融入PLC控制系統(tǒng)的具體技術(shù)應(yīng)用流程。

總體技術(shù)應(yīng)用方案：

首先要為該港口的貨物搬運(yùn)設(shè)計(jì)整體的搬運(yùn)系統(tǒng)控制模型，如圖1。

如圖1，該港口貨物搬運(yùn)控制系統(tǒng)模型就是基于PLC控制系統(tǒng)構(gòu)建的，它的搬運(yùn)機(jī)械手會從A點(diǎn)將貨物搬起運(yùn)送到B點(diǎn)位置，這一過程全部交由PLC系統(tǒng)控制。在操作技術(shù)方面，主要采用到了傳統(tǒng)人工手動操作配合PLC系統(tǒng)自動操作混合方式，機(jī)械手在移動過程中會在指定位置觸發(fā)限位開關(guān)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制過程。一般來說，要對港口貨物搬運(yùn)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制過程分析與功能要求分析，保證大體明確系統(tǒng)的基本功能控制要求。舉例來說，如果是在自動控制環(huán)境中，就要對系統(tǒng)實(shí)施連續(xù)控制，操作自動/手動轉(zhuǎn)換按鈕，實(shí)現(xiàn)從人工到機(jī)械手的功能切換，全程用機(jī)械手來控制貨物從A到B的搬運(yùn)周期。具體講，貨物的搬運(yùn)工作流程應(yīng)該如下：

按下自動按鈕操作機(jī)械手移動到觸發(fā)器失電位置——接觸貨物——2s計(jì)時結(jié)束后確認(rèn)夾緊貨物——正轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)械手從原點(diǎn)A升起——觸發(fā)下限位開始移動——走到B點(diǎn)機(jī)械手下降——2s計(jì)時候松開機(jī)械手——機(jī)械手觸發(fā)上限位開關(guān)——PLC接收并處理機(jī)械手狀態(tài)信息——機(jī)械手調(diào)整貨物位置精確放置——PLC反轉(zhuǎn)控制機(jī)械手繼續(xù)移動回原位——等待下一輪貨物搬運(yùn)工作如上就完成了一輪貨物搬運(yùn)系統(tǒng)操作，完成所有指令后PLC將控制機(jī)械手回位。如果在手動操作環(huán)境中，上述機(jī)械手的每一個流程都要進(jìn)行人工單獨(dú)操作，從精確控制方面可能不如PLC控制，但港口貨物運(yùn)輸應(yīng)該根據(jù)實(shí)際要求來選擇是否采用人工控制或PLC控制。

3結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前在高科技技術(shù)引領(lǐng)與指導(dǎo)下，港口生產(chǎn)領(lǐng)域的設(shè)備電氣自動化技術(shù)應(yīng)用也越來越豐富。人們在探索新技術(shù)的同時不斷結(jié)合原有技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，滿足了現(xiàn)代港口建設(shè)的自動化、智能化、大型化和人性化要求，提高了港口生產(chǎn)運(yùn)營效率。

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（作者單位：南京港（集團(tuán)）有限公司新生圩港務(wù)分公司）