電氣自動化設備在港口的應用

高長益

摘? 要：文章主要是對電氣自動化設備在港口的應用進行研究，PLC的應用是港口電氣設備走向自動化的關鍵。本文首先對PLC的發(fā)展進行了分析，然后對PLC技術原理和優(yōu)勢，以及港口設備電氣自動化關鍵技術進行了介紹，最后對目前港口設備中電氣設備產(chǎn)品類型進行了闡述。

關鍵詞：電氣設備;自動化;PLC

中圖分類號：U653 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）33-0181-02

Abstract： This paper mainly researches on application of electrical automation equipment in port. PLC application is key to automation of port electrical equipment. Firstly， this paper analyzes PLC development， then introduces PLC technology principle and advantage as well as key technologies of port equipment electrical automation， and finally， expounds the types of electrical equipment in port equipment at last.

Keywords： electrical equipment; automation; PLC

引言

隨著自動化技術不斷的發(fā)展，使得工作和生活越來越便利。港口是大型集裝箱運轉(zhuǎn)區(qū)域，為了能夠為客戶提供快速、安全的貨物中轉(zhuǎn)運輸，這需要使用大型的電氣設備才能完成。自動化技術在港口電氣設備中應用，使得操作人員工作環(huán)境、工作效率和安全性大幅度提升。隨著港口電氣設備自動化應用經(jīng)驗不斷積累，將會使港口越來越多的電氣設備實現(xiàn)自動化。由此可見，加強港口電氣設備的自動化技術研究，不僅可以提升工作效率和安全性，同時還能夠促進自動化技術的發(fā)展。

1 PLC的發(fā)展分析

任何產(chǎn)品的生產(chǎn)和開發(fā)，性能和成本是兩個主要考慮的因素。PLC技術不僅具有強大的功能，快速、準確的實現(xiàn)設備的自動化控制，而且其技術目前已經(jīng)非常成熟，使得成本也較低。因此，當采用PLC技術可以通過采用較低成本投入獲得高性能的自動化控制系統(tǒng)。此外，PLC技術相較于其它技術而言，編程更加簡單、操作方便，對于操作人員的技術要求非常低，同時PLC采用的模塊化、集成化設計，用戶可以根據(jù)自身的功能需求選擇功能模塊，從而實現(xiàn)電氣設備的自動化控制目的。此外，PLC的連接非常簡單，只需要進行簡單的外部連線即可，降低了系統(tǒng)連接的復雜性，提升了運行的安全性和穩(wěn)定性。

2 港口設備電氣自動化技術概述

2.1 港口設備電氣自動化關鍵技術

目前在國內(nèi)外港口電氣設備中應用最廣泛的自動化技術主要有變頻調(diào)速、無線數(shù)據(jù)通信、PLC技術等。其中變頻調(diào)速技術主要是根據(jù)設備的工況來調(diào)整運行速度，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗，這是未來自動化電氣設備發(fā)展必然趨勢。無線數(shù)據(jù)通信是現(xiàn)場采集的設備運行工況與控制中心的信息交互，是實現(xiàn)電氣設備自動化控制的基礎。PLC可以實現(xiàn)對現(xiàn)場電氣設備的控制功能，將港口多個電氣化設備進行集中化管理和控制，操作人員只需要在控制中心通過計算機來對現(xiàn)場工作設備進行控制，降低了操作人員的工作強度，提升了工作效率，是實現(xiàn)港口電氣設備全自動化的關鍵技術。

2.2 PLC工作原理及優(yōu)勢

圖1為PLC的基本結(jié)構(gòu)，其主要包括輸入單元、輸出單元、微處理器、儲存器、電源等。首先編程器或者其它編程設備根據(jù)功能需求對PLC進行編程，然后將編輯的程序輸入至PLC中，并保存至儲存器中。電源單元主要是為整個PLC提供運行所需的電源;輸入單元是外界信號輸入的窗口，外界輸入信號經(jīng)過輸入單元傳輸?shù)轿⑻幚砥鳎⑻幚砥鞲鶕?jù)程序邏輯進行分析處理，然后對結(jié)果進行判斷，判斷結(jié)果將會刷新數(shù)據(jù)的存儲，最終判斷結(jié)果會通過輸出端元傳輸至相應的控制單元。

圖1 PLC基本組成結(jié)構(gòu)

由于港口工作環(huán)境的特殊性，有許多情況不適合人工操作，這就需要使用自動化電氣設備，通過遠程的操作來實現(xiàn)復雜環(huán)境設備的自動化工作，由此可見，電氣自動化設備的應用是港口發(fā)展的主要潮流，而PLC在港口電氣化設備的應用有著天然優(yōu)勢。根據(jù)上述分析可知，PLC技術主要有以下優(yōu)勢：

（1）編程簡單。PLC比其它技術的編程難度更低，過程更加簡便，大幅度的降低了編程所花費的時間。

（2）操作性靈活。PLC不僅編程簡單，而且還可以現(xiàn)場對設計的程序進行調(diào)試，縮短了調(diào)試所需要的時間。此外，操作方便，對于操作人員的技術要求非常低。

（3）技術成熟。PLC正是由于其具有的強大功能，目前在各個領域中都得到了廣泛應用。而且PLC技術已經(jīng)很成熟，市場上PLC的類型也非常多，其采用的模塊化、集成化設計，可以根據(jù)功能需求，自由選擇最為適合的功能模塊，而且成本低。

（4）設備功能擴展豐富，PLC模塊化、集成化的設計，可以將許多功能模塊通過集成化技術有機的融合，大大的拓展設備的功能。

3 電氣自動化技術在港口設備中的應用

3.1 港口門式起重機電氣自動化

門式起重機是港口使用最為頻繁的電氣設備之一，門式起重機可以對大型貨物進行靈活起降和搬運。傳熱的門式起重機需要人工通過遙控器近距離的進行遙控操作，由于港口工作的復雜性，存在一定的安全隱患。而將PLC技術應用至門式起重機，操作人員只需要在控制室對其進行遠程操控即可，可以有效地改善了操作人員的工作環(huán)境和安全性。操作人員通過控制系統(tǒng)輸入控制指令，PLC接受到控制指令后，根據(jù)指令實現(xiàn)對設備相應的操作。此外，通過輸入一系列的操作指令，PLC可以控制門式起重機自動完成一系列的動作指令，實現(xiàn)設備的自動化工作，而且還能夠通過智能算法程序，實現(xiàn)對設備故障智能化診斷，提升故障診斷的效率，提高設備運行效率。

3.2 港口膠帶運輸機電氣自動化

傳統(tǒng)的港口膠帶運輸機電氣自動化系統(tǒng)，通常使用的是分布式控制結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)中的現(xiàn)場控制系統(tǒng)主要包括控制站、現(xiàn)場檢測裝置及現(xiàn)場控制裝置等三個方面的內(nèi)容，而運輸機電氣自動化集中控制系統(tǒng)，則主要包括服務器裝置、監(jiān)控中心、現(xiàn)場監(jiān)視屏、操作員裝置及現(xiàn)場監(jiān)視屏等部分構(gòu)成，集中控制器一般布置在中央控制室內(nèi)，在TCP/IP協(xié)議下，集中控制裝置與控制站的數(shù)據(jù)通訊及交互工作，主要是利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡來完成的。

為了確保數(shù)據(jù)交互的有效發(fā)展，在設備的實際操作中，如果集中控制設備與數(shù)據(jù)通信之間的交互距離超過1200m，除以太網(wǎng)連接外，技術人員還應當在設備中添加一個中繼器，以集成數(shù)據(jù)交互的結(jié)果。

3.3 港口集裝箱橋式起重機電氣自動化

集裝箱是港口運輸貨物的重要形式，為了進一步的降低運行成本，集裝箱正在朝著大型化發(fā)展，這對于港口的集裝箱起重設備的要求越來越高。傳統(tǒng)的集裝箱橋式起重機需要操作人員進行現(xiàn)場操控，而PLC的應用，可以實現(xiàn)無人化操控，只需要通過PLC技術將遠程控制系統(tǒng)與起重機內(nèi)部的驅(qū)動器進行信息交互，從而可以遠程對設備進行控制，此外，PLC可以對起重機的各個部件運行工況進行實施監(jiān)控，對設備的故障進行自動檢測，給技術人員維修和保養(yǎng)提供支持。

4 結(jié)束語

港口電氣設備的自動化不僅有利于提升工作效率，而且還可以改善工作人員的工作環(huán)境，可以有效地保護員工的人身安全。在港口建設過程中，電氣自動化技術的應用也是必不可少的。電氣自動化技術的進一步發(fā)展可以為港口建設提供更方便的服務。對此相信通過我們在長期發(fā)展過程中積累的經(jīng)驗，將能夠為促進港口設備電氣自動化的發(fā)展做出貢獻。

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