港口機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制探討

馮國(guó)輝

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在科學(xué)和信息技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。港口建設(shè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義，新時(shí)期積極加強(qiáng)港口機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)研究勢(shì)在必行。本文首先對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，并詳細(xì)探討了PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制和散貨裝卸自動(dòng)化技術(shù)與控制。

關(guān)鍵詞：港口機(jī)械；電氣自動(dòng)化技術(shù)；控制

1電氣自動(dòng)化控制技術(shù)概述

1.1設(shè)計(jì)理念

根據(jù)設(shè)計(jì)理念，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)總線監(jiān)測(cè)、集中監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的功能，設(shè)計(jì)理念具體體現(xiàn)如下：（1）集中監(jiān)測(cè)中，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)能夠通過(guò)一個(gè)處理器完成整個(gè)控制，控制過(guò)程靈活、簡(jiǎn)便，具有較強(qiáng)的可維護(hù)性和運(yùn)行便捷性。（2）在總線監(jiān)測(cè)中，控制功能呈現(xiàn)出集中性，有助于高效完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。將該技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，以上設(shè)計(jì)理念都呈現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。因此在實(shí)際構(gòu)建該技術(shù)的整體框架時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的應(yīng)用環(huán)境和需求，不斷完善設(shè)計(jì)方案。

1.2特點(diǎn)

（1）盡管信息量小，但是在準(zhǔn)確性和速度方面呈現(xiàn)出較高的優(yōu)勢(shì)。（2）反應(yīng)速度較快，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行信號(hào)傳遞，更能夠?qū)崿F(xiàn)兼容遠(yuǎn)程操縱。（3）控制過(guò)程上，僅需要較短的時(shí)間且效率較高。（4）能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和控制。

2港口散貨裝卸自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1集裝箱裝卸自動(dòng)化技術(shù)。全球第一個(gè)港口集裝箱裝卸自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)是在荷蘭應(yīng)用的，經(jīng)試運(yùn)行后在德國(guó)、新加坡、日本等碼頭也實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的運(yùn)行。2006年，我國(guó)上海、香港密切合作，在高橋二期碼頭打造出第一個(gè)集裝箱自動(dòng)化堆場(chǎng)，在綜合應(yīng)用圖像、激光測(cè)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化對(duì)箱、落箱港口的操作。

2.2 散貨裝備自動(dòng)化掃描和控制技術(shù)。在散貨裝卸操作中，實(shí)時(shí)性的監(jiān)視作業(yè)料堆高度、堆型是十分必要的，同時(shí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確計(jì)算之后可為港口后續(xù)操作提供重要數(shù)據(jù)支持。在港口裝卸操作中人們獲取的數(shù)據(jù)信息有的是用肉眼觀測(cè)的，有的則需應(yīng)用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。為了確保數(shù)據(jù)信息的測(cè)量和獲取不過(guò)多的受外界環(huán)境的干擾，可以將料堆輪廓自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到港口散貨裝卸作業(yè)操作中，利用激光測(cè)距原理，在港口斗輪堆取料機(jī)中安排定位系統(tǒng)，完成對(duì)目標(biāo)作業(yè)的檢測(cè)。第一，抓斗卸船自動(dòng)化掃描控制。在TPS的內(nèi)部往往具備兩個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡，在偏轉(zhuǎn)鏡的作用下能夠?qū)l(fā)射的激光有效反射回來(lái)，反射回來(lái)的激光會(huì)被激光接收器接收。之后通過(guò)精密性儀器的測(cè)量能夠計(jì)算出發(fā)射光、反射光之間的時(shí)間差，進(jìn)而精準(zhǔn)計(jì)算出物體和激光器之間的距離。在偏轉(zhuǎn)鏡的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的連續(xù)掃描，了解目標(biāo)物的三維位置數(shù)據(jù)信息。第二，斗輪堆取自動(dòng)化掃描控制。斗輪堆取自動(dòng)化掃描控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中和卸船機(jī)操作一樣，一般都需要借助TPS進(jìn)行掃描操作。在掃描操作中，TPS會(huì)將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到相應(yīng)的取料機(jī)上，經(jīng)過(guò)取料機(jī)的處理來(lái)獲取更多數(shù)據(jù)信息。

2.3 集裝箱設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)。對(duì)于外高橋集裝箱碼頭發(fā)展來(lái)講，基本打造了自動(dòng)化裝卸作業(yè)和操作控制系統(tǒng)，可對(duì)內(nèi)外集卡、作業(yè)箱分別自動(dòng)定位操作和自動(dòng)化裝卸。

3 PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制

3.1 PLC在港口膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是傳統(tǒng)港口膠帶運(yùn)輸機(jī)的主要特點(diǎn)，分布式控制結(jié)構(gòu)是其典型結(jié)構(gòu)，在這一系統(tǒng)內(nèi)部，現(xiàn)場(chǎng)控制裝置、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置以及控制站等為現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的3個(gè)主要內(nèi)容，而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視屏、操作員裝置、監(jiān)控中心以及服務(wù)器裝置等多個(gè)部分共同構(gòu)成了運(yùn)輸機(jī)電氣自動(dòng)化的集中控制系統(tǒng)，通常需要在中央控制室中設(shè)置集中控制器，在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，可以促使交互、數(shù)據(jù)通訊工作在控制站與集中控制裝置之間實(shí)現(xiàn)，在這一過(guò)程中，離不開(kāi)一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)媒介，即以太網(wǎng)。要想實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交互過(guò)程，設(shè)備處于具體的運(yùn)行狀態(tài)中時(shí)，如果數(shù)據(jù)通訊同集中控制裝置之間擁有>1200m的交互距離，此時(shí)二者之間的連接不僅需要對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)還必須增設(shè)中繼器，以構(gòu)建更加良好的數(shù)據(jù)交互結(jié)果。

3.3 PLC在港口集裝箱橋式起重機(jī)中的應(yīng)用

裝卸橋電氣系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)交互多、設(shè)備分布范圍廣等特點(diǎn)，將PCL應(yīng)用于該系統(tǒng)中，促使PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)、給定信號(hào)以及控制命令等內(nèi)容更加完善，而由系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器及PLC共同構(gòu)成的信息共享系統(tǒng)則呈現(xiàn)出較強(qiáng)的完善性，有助于設(shè)備關(guān)聯(lián)控制的高效性。在港口集裝箱橋式起重機(jī)電氣自動(dòng)化當(dāng)中充分利用PLC技術(shù)，能夠更加有效的說(shuō)明系統(tǒng)故障、驅(qū)動(dòng)器顳部故障以及PLC數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)，工程技術(shù)人員在日常工作中，可以及時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和排除，對(duì)于提升系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要意義。重要參數(shù)需要被設(shè)置于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部，其為技術(shù)輸出奠定了良好基礎(chǔ)，PLC能有效儲(chǔ)存故障的歷史信息以及驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)信息，在對(duì)相關(guān)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，如吊具開(kāi)閉鎖次數(shù)、制動(dòng)器累積工作次數(shù)、接觸器動(dòng)作次數(shù)和各個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)間等，有助于系統(tǒng)設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 PLC在港口門(mén)式起重機(jī)中的應(yīng)用

將PLC技術(shù)應(yīng)用于港口門(mén)式起重機(jī)當(dāng)中，即使在頻繁的操作中，也有助于使港口起重機(jī)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，避免了操作失靈和靈敏性降低的缺陷。在實(shí)際操作的環(huán)節(jié)，要求操作人員在操作主令控制器這一媒介基礎(chǔ)上，有效控制PLC輸入、輸出外接端口與聯(lián)鎖電路、過(guò)壓電路以及過(guò)流電路等。當(dāng)直流24V信號(hào)出現(xiàn)在PLC輸出端時(shí)，說(shuō)明正常運(yùn)行狀態(tài)是對(duì)應(yīng)門(mén)式起重機(jī)的PLC外圍輸出信號(hào)狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上能夠促使合理驅(qū)動(dòng)在小型化繼電器裝置線圈中實(shí)現(xiàn)，接觸器線圈在運(yùn)行中的小型繼電器上會(huì)被觸動(dòng)，設(shè)備內(nèi)部的各個(gè)運(yùn)作機(jī)構(gòu)隨之啟動(dòng)并進(jìn)入到運(yùn)行模式。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，我國(guó)在積極進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過(guò)程中，港口機(jī)械電氣自動(dòng)化的技術(shù)水平明顯提升，在港口發(fā)展的過(guò)程中減少其對(duì)周?chē)h(huán)境的污染和破壞?，F(xiàn)代港口呈現(xiàn)出大型化、自動(dòng)化和智能化的特點(diǎn)，為我國(guó)的進(jìn)出口貿(mào)易提供了機(jī)電的便利。本文針對(duì)我國(guó)廣泛應(yīng)用的PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)及散貨裝卸自動(dòng)化技術(shù)與控制展開(kāi)了探討，希望為我國(guó)港口的未來(lái)建設(shè)奠定一定的理論基礎(chǔ)。

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（作者單位：秦皇島港股份有限公司雜貨港務(wù)分公司）