浅谈港口设备电气自动化技术的应用与探索

李斌

【摘 要】本文在港口设备电气自动化技术的应用分析上主要以PLC技术展开探究，对PLC技术进行了相关介绍以及分析了在电气自动化中的作用。关于PLC电气自动化在港口设备中的应用本文从要从门式起重机、胶带运输机、集装箱桥式起重机三个方面进行论述，以此更加清晰呈现出电气自动化对于港口设备的重要性，也能够为港口设备建设提供一定的理论依据。

【关键词】港口设备；电气自动化；应用

一、港口电气自动化技术的概述

将电气自动化技术应用在港口上具有众多好处，其中调速驱动系统、交流变频化、自动流程控制等关键技术更是为港口设备运转增添了效率。自上世纪七十年代到八十年代之间，电气自动化技术中的变频调速技术在港口运输装载机械上使用频繁，经过几十年的发展至今，变频调速技术在不断的改进之下又有了崭新的突破，为现代电气设备运转做出了巨大贡献。可编程逻辑控制器PLC的崛起在很大程度上促进了电气自动化技术的发展，尤其是在现代化港口的建设领域，PLC技术使得各大机械设备得到了有效的控制，提升了港口运作的效率，也使得港口工作人员的工作量得到了大幅度减少，这是港口设备电气自动化的重要标志。在计算机技术的帮助下，PLC技术在以后的发展中，电气产品将会朝着多元化的方向发展，控制程序也会更加完善，完美的PLC新技术会越来越适应电气设备自动化控制的需要。

二、PLC简介及在电气自动化中的作用

（一）PLC简介

PLC是可编程逻辑控制器的英文简称，目前在很多工业场合中有所应用。在PLC控制过程中，首先应当进行编程，通过对程序的运行来进行逻辑运算，最终通过对其他工业器件的控制完成生产过程。PLC控制出现的初衷是应用在工业控制环境中，在编程过程中，在存储器中保存的程序可以执行多种运算。在目前的应用中，无论是PLC的输入端还是输出端，都是采用数字式或者是模拟式，能够很好的完成对工业生产过程的精确控制。并且在PLC的发展历程中，更加重视对其功能扩展的能力，并且朝着模块化的方向在不断发展。

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

（二）PLC在电气自动化中的作用

自改革开放以来，，电气工程是我国一直重视的一项产业，电气工程不仅能给我国经济上带来发展，也能促进我国现代化进程。随着科学技术的日新月异，PLC技术也不断的发展进步，某种程度上，PLC技术的进步也受益于电气工程技术的进步。在计算机技术的帮助下，PLC技术在以后的发展中，电气产品将会朝着多元化的方向发展，控制程序也会更加完善，完美的PLC新技术会越来越适应电气设备自动化控制的需要。

在PLC的众多应用中，基本都能够发挥优良的性能，特别是在对开关量的逻辑控制中，使用PLC控制能够比继电器控制更具优势。当前在工业控制领域，越来越朝着多机群控的方向发展，各种自动化流水生产线得到了广泛应用，在这种背景下，PLC控制更占优势。在一些模拟量控制场合，会随着工业控制过程的变化有许多模拟量在不断的变化，比如说生产过程的温度和切削刀具的速度，都在根据设定的控制方案不断变化，但是通过传感器对这些变化量的采集得到的都是模拟量，为了能够让PLC进行数字信号处理，还需要配备相应的数模转换和模数转换模块。在运动控制方面，PLC同样能够发挥出巨大的作用。无论是直线型还是圆周型的工业控制过程，PLC已经能够实现高精度控制。以永磁同步电机控制为例，在有些工业控制中，需要对电机带动的刀头进行精确位置控制和速度控制，以此来完成切削工作，通过该电机均匀安装的编码器可以获取转速信号，然后通过对刀具的定位，就能够得到其坐标系位置，然后将转速反馈信号和位置反馈输入到PLC中，经过信号处理之后，PLC发出指令信号，然后进行电机运动控制。

三、PLC电气自动化在港口设备中的应用

正是由于电气自动化中PLC技术的强大性，因此在港口设备建设中有着极大的应用前景，下面关于PLC电气自动化在港口设备的应用分析主要从三个方向出发：门式起重机、胶带运输机、集装箱桥式起重机。

（一）港口门式起重机中的应用

港口运转过程中必然少不了起重机，为了能够保证货物在调动的过程中维持一定的稳定性，对门式起重机的灵敏性进行提升有着很大的必要性。PLC技术的有效应用很好的解决了此类问题，使得门式起重机即使在频繁的运作过程中也不会经常出现失灵的情况。将PLC电气自动化技术应用在港口门式起重机后能够使得联锁电路、过压及过流电路得到有效控制，而在PLC是否正常运作的判断上则是通过PLC输出端信号而定，当信号显示为直流24V表示正常运作，反正则出现异常。不仅如此，在这种模式之下还能够对小型继电器进行有效驱动，最后将信号传递给接触器线圈，使得整个系统正常运作起来。

（二）港口胶带运输机中的应用

分布式控制结构在以往的港口胶带运输机上最为常见，同时这也是电气自动化系统的应用之一，在港口胶带运输机的分布式控制结构中主要包含了三块内容：现场检测装置、现场控制装置以及控制站。如今电气自动化在港口运输机上的应用主要是通过以太网来实现，在这个集中控制系统中包含的模块较传统相比更多更复杂，例如具备监控中心、操作员装置、服务器设置等等。在该系统中，集中控制器主要和控制站的数据通信互相配合完成作业，同时在运作的过程中是建立在TCP/IP协议的背景之下。

由于系统设计到的模块繁多，因此在实际运行的过程中数据交互工作常常会遇到障碍，其中距离是个很大的因素，当控制装置与数据通讯交互的距离超过一千二百米的情况下连接将变得不够畅通，这个时候就需要相关技术人员予以改进以此使得数据交互得到进一步巩固，例如可以添置一个中继器。

（三）港口集装箱桥式起重机中的应用

由于港口设备的复杂多样，这给PLC技术的应用也带来了一定的难度性，在系统交互繁多的状况下PLC呈现出网络化的姿态，而系统驱动器也和PLC有效交融使得系统信息共享，这样一来港口的各个设备之间也能够有效关联起来。

港口中集装箱桥式起重机在成功应用PLC后能够对驱动器内部故障原因进行有效说明，当设备异常的情况下相关技术人员通过系统显示的数据就能够发现故障所在，进而在最短的时间内将故障排除，保证设备的正常运行。此外，驱动器在应用PLC之后还具备一定的存储功能，能够通过数据显示出制动器、吊具、接触器的工作次数，这也使得工作人员对设备的运行状态有着更深入的了解，让集装箱桥式起重机能够稳定的运作。

四、结语

综上所述，在社会经济不断发展的趋势之下科技水平也不断突破，电气自动化技术在港口中的成功应用使得港口设备更具智能化的特征，这也是时代发展的必然趋势。但电气自动化技术的探索之路仍旧漫长，只要人们不断努力，未来必定还会有惊人的突破。

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