試論P(yáng)LC的發(fā)展及其在港口電氣自動化中的應(yīng)用

摘 要：本文從PLC發(fā)展的角度入手，研究了PLC的發(fā)展及其優(yōu)勢，進(jìn)而分別從港口電氣自動化系統(tǒng)中的常見設(shè)備-門式起重機(jī)以及膠帶輸送機(jī)入手，分析PLC在港口電氣自動化中的應(yīng)用要點(diǎn)與價(jià)值，望能夠引起各方人員的高度關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：PLC；發(fā)展；港口；電氣自動化；應(yīng)用

中圖分類號：TM571

大量的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)顯示：通過對PLC可編程邏輯控制器的靈活應(yīng)用，促進(jìn)其在港口電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展，將PLC更加充分的與港口電氣自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備充分融合，能夠在促進(jìn)港口電氣自動化高效、穩(wěn)定發(fā)展中發(fā)揮重要的意義與價(jià)值。同時(shí)，PLC在港口電氣自動化中的應(yīng)用還能夠合理控制勞動強(qiáng)度，鞏固勞動生產(chǎn)率，綜合效益相當(dāng)顯著。本文即針對這一問題展開系統(tǒng)分析探討，具體分析如下：

1 PLC的發(fā)展分析

PLC即可編程邏輯控制器，這種邏輯控制器的特點(diǎn)在于：采用一類可編程的儲存器，作用于內(nèi)部儲存程序，執(zhí)行包括順序控制、邏輯運(yùn)算、以及算術(shù)操作在內(nèi)的各種用戶指令。同時(shí)，PLC也可支持同時(shí)模擬輸入/輸出以及數(shù)字輸入/輸出的方式來實(shí)現(xiàn)對機(jī)械化設(shè)備運(yùn)行動作的靈活控制。在當(dāng)前的技術(shù)條件支持下，PLC作為一種可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)設(shè)備。硬件結(jié)構(gòu)組成包括電源裝置、中央處理單元、儲存器、輸入/輸出接口電路、功能模塊、以及通信模塊這幾個(gè)方面。從PLC發(fā)展的角度上來說，當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中所使用的PLC設(shè)備表現(xiàn)出了相當(dāng)多元化的性能優(yōu)勢。主要涉及到以下幾個(gè)方面：其一，PLC使用方便，編程簡單，可操作性強(qiáng)：在PLC干預(yù)條件下，編程語言以梯形圖或者是邏輯圖為主，編程簡單，開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試可操作性高。同時(shí)，程序可以在在線方案下進(jìn)行合理調(diào)整，避免對硬件產(chǎn)生拆卸或其他不良影響；其二，功能多元化，具有較高的性價(jià)比：PLC產(chǎn)品發(fā)展至今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、以及模塊化的要求，用戶能夠靈活選取各種硬件裝置，支持系統(tǒng)配置工作的開展，從而構(gòu)成規(guī)模個(gè)性化、功能個(gè)性化的系統(tǒng)。與此同時(shí)，PLC在安裝過程當(dāng)中的接線也相當(dāng)?shù)暮唵?，外部接線下即可確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠、有效。與此同時(shí)，當(dāng)前技術(shù)條件支持下的PLC設(shè)備還具有確切的帶負(fù)載優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)對常規(guī)電磁閥與交流接觸器的驅(qū)動工作。

2 PLC在港口門式起重機(jī)電氣自動化中的應(yīng)用

港口碼頭工作過程當(dāng)中，對運(yùn)輸貨物的裝卸是至關(guān)重要的工作內(nèi)容之一。其中，以門式起重機(jī)的應(yīng)用價(jià)值最為突出。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，門式起重機(jī)的組成結(jié)構(gòu)包括行走機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、以及起升機(jī)構(gòu)這幾個(gè)方面。若現(xiàn)場需要進(jìn)行抓斗作業(yè)，則起升機(jī)構(gòu)由支持以及開閉這兩套對稱的機(jī)構(gòu)組成，達(dá)到保障抓斗開合效果的目的。從港口對門式起重機(jī)的應(yīng)用角度上來看，結(jié)合其工藝方面的特點(diǎn)，認(rèn)為門式起重機(jī)相關(guān)配套設(shè)備的性能穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。同時(shí)，由于門式起重機(jī)在港口作業(yè)現(xiàn)場中操作頻繁，故而包括變頻器、接觸器、以及開關(guān)裝置在內(nèi)的各類設(shè)備都需要具有支持頻繁啟停操作的功能。

對于門式起重機(jī)而言，各個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)均建議在三相交流繞線式異步電動機(jī)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行驅(qū)動，驅(qū)動模式可以在單獨(dú)式以及聯(lián)合式當(dāng)中進(jìn)行選擇。引入PLC背景之下，門式起重機(jī)的驅(qū)動運(yùn)行原理可以做如下概括：電源經(jīng)過碼頭電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)，流經(jīng)電纜卷筒滑環(huán)，在經(jīng)過中央滑環(huán)處理的基礎(chǔ)之上，傳遞至機(jī)房配電柜自動空氣斷路器裝置當(dāng)中，各個(gè)運(yùn)行幾個(gè)頭基于隔離開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)對電流的合理分配。與此同時(shí)，直流電源（電壓取值為24.0V）直接接入控制回路，門式起重機(jī)操作司機(jī)通過操作主令控制器的方式，實(shí)現(xiàn)對PLC的輸入，輸出端口外接包括過壓電路、超限電路、連鎖電路、以及過流電路在內(nèi)的相關(guān)電路。按照此種方式，當(dāng)門式起重機(jī)所對應(yīng)PLC外圍輸出信號正常運(yùn)行的情況下，PLC輸出端信號為直流24.0V，能夠?qū)崿F(xiàn)對小型繼電器裝置線圈的合理驅(qū)動，進(jìn)而出發(fā)接觸器線圈，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)運(yùn)作機(jī)構(gòu)的啟動工作。在PLC的干預(yù)背景之下，門式起重機(jī)的勞動強(qiáng)度得到了有效的控制，勞動效率也得到了合理的提升。

3 PLC在港口膠帶運(yùn)輸機(jī)電氣自動化中的應(yīng)用

膠帶運(yùn)輸機(jī)在港口工作現(xiàn)場中的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在：對控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行合理的監(jiān)視與控制。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，PLC逐步發(fā)展至PCC控制階段，主要表現(xiàn)為建立在PLC集中控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，融合調(diào)度電話系統(tǒng)以及工業(yè)電視系統(tǒng)的完整監(jiān)督控制網(wǎng)絡(luò)。在膠帶輸送機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)中，依賴于對PLC控制系統(tǒng)的靈活應(yīng)用，使得港口貨物的運(yùn)輸作業(yè)的效率能夠得到合理的提升，對于降低膠帶運(yùn)輸器運(yùn)行期間的設(shè)備事故發(fā)射率而言也有極為重要的作用。

在引入PLC的背景之下，整個(gè)港口膠帶運(yùn)輸機(jī)電氣自動化系統(tǒng)采取分布式控制結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)成要素包括兩個(gè)方面：其一為現(xiàn)場控制系統(tǒng)（主要包括控制站、現(xiàn)場控制裝置、以及檢測裝置這三個(gè)方面）；其二為集中控制系統(tǒng)（主要包括服務(wù)器裝置、操作員裝置、監(jiān)控中心、以及現(xiàn)場監(jiān)視屏這幾個(gè)方面）。中央控制室內(nèi)布置集中控制裝置，基于TCP/IP協(xié)議，在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)支持下實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場控制站的數(shù)據(jù)通訊與交互工作。在此基礎(chǔ)之上，針對數(shù)據(jù)通訊交互距離在1200.0m以上的控制站而言，相互之間除需要通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接以外，還需要通過增設(shè)中繼器的方式，鞏固數(shù)據(jù)交互效果。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景作用之下，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢得到了進(jìn)一步的凸顯，發(fā)展性能也得到了前所未有的提升與鞏固。在這一背景之下，各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域?qū)τ赑LC控制系統(tǒng)的應(yīng)用更加的完善與多樣，港口電氣自動化系統(tǒng)當(dāng)中對于PLC的應(yīng)用也得到了前所未有的發(fā)展。作為港口電氣自動化工作人員，需要在實(shí)踐工作的開展期間不斷積累現(xiàn)代化的工作經(jīng)驗(yàn)，借鑒國內(nèi)外有關(guān)PLC的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，完善自身技能，最終通過對PLC的合理應(yīng)用，達(dá)到促進(jìn)港口電氣自動化全面發(fā)展的重要目的。

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作者簡介：李偉（1981-），男，山東金鄉(xiāng)人，，工程師，電氣副部長，本科，研究方向：與港口電氣有關(guān)的技術(shù)性課題。

作者單位：河北秦皇島港股份有限公司第七分公司，河北秦皇島 066000