港口電氣自動化PLC的現(xiàn)狀與應(yīng)用

劉家榮 廣州港股份有限公司南沙糧食通用碼頭分公司

港口對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展來說非常重要，國家對于港口電氣自動化的關(guān)注力度也非常大，港口現(xiàn)代化發(fā)展的步伐也在不斷加快，PLC技術(shù)在港口中的應(yīng)用能使港口電氣自動化程度得到大提升，除了能保障港口貿(mào)易往來的安全性和港口生產(chǎn)水平之外，還能保障港口未來的發(fā)展，國家對港口電氣自動化的關(guān)注，讓PLC技術(shù)在港口電氣自動化中的應(yīng)用在未來還有很大的發(fā)展空間。

一、港口電氣自動化和PLC的概念分析

（一）港口電氣自動化的含義

電氣自動化通俗來說就是電氣信息中的一門新學(xué)科，它在人們的日常生活以及工業(yè)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動中占據(jù)非常重要的地位，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中基本上都有電氣自動化的應(yīng)用，它主要是通過對電工技術(shù)、信息控制技術(shù)的研究，再通過對電機的控制來實現(xiàn)自動化，港口電氣自動化能提升生產(chǎn)速度和生產(chǎn)質(zhì)量，在保證港口生產(chǎn)安全性穩(wěn)定性的同時為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障。

（二）港口電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀分析

近年來信息技術(shù)的迅速發(fā)展使人們進(jìn)入了信息時代，在信息時代下電氣自動化同IT技術(shù)進(jìn)行了完美的結(jié)合，它對電氣自動化發(fā)展的推動作用和影響作用是非常強大的，再加上市場需求的不斷增加，電氣自動化的發(fā)展在很大程度上得到了促進(jìn)。港口作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及對外貿(mào)易重要的樞紐，國家對于港口電氣自動化的發(fā)展特別重視，近年來也加強了港口電氣自動化的工作力度，以港口電子化的應(yīng)用來解決智能化儀表和工作控制器等設(shè)備之間的工作問題，使得港口工作中在使用分布式的控制系統(tǒng)時也可以做到有效的生產(chǎn)控制，實現(xiàn)工作中的人機交換，更有利于港口管理工作和生產(chǎn)工作的進(jìn)行。

（三）PLC的概念用途以及發(fā)展分析

PLC，中文名稱為可編程邏輯控制器，它是一種可以通過數(shù)字運算來進(jìn)行操作的電子系統(tǒng)，其基本運行原理就是在相應(yīng)的程序上進(jìn)行指令儲存，而后在儲存指令的內(nèi)部系統(tǒng)中通過用戶指令進(jìn)行邏輯運算，可編程邏輯控制器可以對用戶指令進(jìn)行串行，并對用戶指令的順序進(jìn)行堆棧，再通過對指令狀態(tài)的掃描得出掃描結(jié)果，將掃描結(jié)果傳送到CPU，以CPU來實現(xiàn)對用戶指令的循環(huán)性執(zhí)行。PLC運用最基本且最廣泛的應(yīng)用是開關(guān)量的邏輯控制，在對開關(guān)量進(jìn)行的控制中，它可以有效的取代原先傳統(tǒng)的繼電器進(jìn)行邏輯控制，它不僅僅能對單個設(shè)備進(jìn)行邏輯控制，還能同時對多臺設(shè)備進(jìn)行邏輯控制。在PLC技術(shù)的通用性、靈活性特點和其技術(shù)的不斷發(fā)展之下，它被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域和各個產(chǎn)業(yè)當(dāng)中去，特別是在電氣自動化中，以PLC技術(shù)來推動電子自動化。

二、港口電氣自動化中PLC的特征和應(yīng)用優(yōu)勢

（一）港口電氣自動化中PLC的特征

社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對一個國家來說非常重要，而港口作為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點之一，港口實現(xiàn)電氣自動化能大大提升其生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)速度，提高港口的生產(chǎn)水平，推動港口電氣自動化發(fā)展最好的方法就是將PLC技術(shù)應(yīng)用到港口的電氣自動化中。PLC技術(shù)具有應(yīng)用廣泛性、簡便性、功能多樣化等特點，這些特點都是推動港口電氣自動化發(fā)展的關(guān)鍵，因PLC技術(shù)功能多樣化，在性能控制方面的工作做的比較好，PLC本身就屬于編程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中帶有大量的編程，通過實際工作情況和編程的結(jié)合建立適合港口生產(chǎn)工作的控制體系，通過對港口的有效控制來提升港口生產(chǎn)水平。PLC在港口中的應(yīng)用還能在網(wǎng)絡(luò)通訊中進(jìn)行，以一點來輻射全區(qū)，做到整個港口通訊工作的安全有效，保護(hù)港口生產(chǎn)。PLC技術(shù)的應(yīng)用廣泛性特征讓PLC技術(shù)在港口電氣自動化中應(yīng)用時能更好地進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)，而且PLC技術(shù)的維護(hù)工作也比較簡單，在港口電氣自動化中應(yīng)用時，如果PLC技術(shù)出現(xiàn)什么問題，港口工作人員可以馬上的進(jìn)行解決，省去一筆PLC技術(shù)的維護(hù)費用，避免因為PLC技術(shù)使用過程中出現(xiàn)的問題而對港口電氣自動化運行帶來影響，造成港口生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失。而PLC技術(shù)編程語言的簡便性，讓系統(tǒng)指令輸入不需要很復(fù)雜的形式，只要通過簡單化的語言輸入就能對工作程序進(jìn)行設(shè)定，有效運行指令，讓港口工作的效率得到大大地提升。

（二）港口電氣自動化中PLC的應(yīng)用優(yōu)勢

因為PLC技術(shù)的開發(fā)時間比較短，且PLC技術(shù)的系統(tǒng)編程也比較簡單，其在港口電氣自動化技術(shù)中的應(yīng)用就具有極強的可操作性，在港口電氣自動化應(yīng)用過程中可以進(jìn)行編程的現(xiàn)場調(diào)試，功能優(yōu)勢較為明顯。就目前所開發(fā)的PLC產(chǎn)品來看，大部分的PLC產(chǎn)品都已經(jīng)具備了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的要求，有一個大致的標(biāo)準(zhǔn)模塊就能進(jìn)行特定代碼的錄入和編寫，在港口電氣自動化中的應(yīng)用因此就比較靈活適應(yīng)，大部分工作要求都能得到滿足，PLC技術(shù)的功能和電氣自動化的功效都能得到極大的發(fā)揮。

三、港口電氣自動化中PLC的應(yīng)用

（一）在港口空壓機系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用

廣州某港口糧食裝卸系統(tǒng)的閘門等設(shè)備中，它以壓縮空氣作為裝卸工作動力，并在工作過程中需要空壓管網(wǎng)的氣壓一直保持在0.60Mpa以上，保證港口裝卸工作的穩(wěn)定性。該港口的空壓系統(tǒng)是由一臺變頻的螺旋式空壓機和四臺非變頻的螺旋式空壓機組成工作的，此空壓系統(tǒng)通過PLC在其中的應(yīng)用來對空壓管網(wǎng)的壓力值、空壓機投入運行的數(shù)量等進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，讓空壓系統(tǒng)的運行更滿足實際的港口裝卸情況，根據(jù)實際情況進(jìn)行自動的調(diào)整。在空壓系統(tǒng)中，PLC自動化的智能系統(tǒng)可以分為三個部分，一為空壓管網(wǎng)內(nèi)壓力值的對比，一為系統(tǒng)的就地聯(lián)控順序的啟動和停止，最后一個為空壓機頻繁啟動停止的保護(hù)程序，在PLC自動化系統(tǒng)的應(yīng)用中能做到小負(fù)載時以變頻機為主，非變頻機為輔，大負(fù)載時以非變頻機為主，變頻機為輔，在實現(xiàn)港口裝卸自動化的同時做到對港口裝卸消耗能源的有效控制。（系統(tǒng)應(yīng)用過程如圖一所示）

（圖一）

（二）在港口皮帶運輸機電氣自動化中的應(yīng)用

港口工作中除了門式起重機是工作過程中應(yīng)用比較頻繁的機械設(shè)備之外，皮帶運輸機也是港口工作中應(yīng)用頻率較高的工作機械設(shè)備。將PLC技術(shù)應(yīng)用于港口皮帶運輸機中能加強對皮帶運輸機工作系統(tǒng)的控制和監(jiān)控，提高皮帶運輸機的電氣自動化水平。廣州某港口糧食裝卸系統(tǒng)建有1個10萬噸級和 1個7萬噸級糧食專用泊位，5個2000噸級糧食裝船泊位。糧食裝卸系統(tǒng)筒倉群整體倉容約45萬噸，共有2000噸倉容的立筒倉53個，1萬噸倉容的淺圓倉32個。系統(tǒng)設(shè)有2000噸/時的進(jìn)倉線2條，1000噸/時的出倉線4條。糧食裝卸系統(tǒng)系統(tǒng)輸送皮帶總長度約10公里，共有61臺皮帶輸送機，每臺皮帶輸送機單獨配有除塵系統(tǒng)控制揚塵。

該港口糧食裝卸系統(tǒng)皮帶輸送機由PLC自動控制系統(tǒng)集中控制，PLC自動控制系統(tǒng)對皮帶輸送機及配套設(shè)備進(jìn)行選取配對組成糧食裝卸流程，實現(xiàn)糧食進(jìn)倉、裝駁、裝車、倒倉等作業(yè)工藝。PLC自動控制系統(tǒng)設(shè)有1個主站和3個分站，各站點之間通過工業(yè)總線轉(zhuǎn)接光纖中繼進(jìn)行通訊，主站通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊與PLC上位機進(jìn)行通訊。系統(tǒng)內(nèi)共有6000個I/O點，主要為數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出兩大類。操作人員操作上位機選定流程首尾設(shè)備，PLC智能控制系統(tǒng)自動配對中間設(shè)備，生成工藝流程。在操作人員發(fā)出啟動流程/停止流程信號后，PLC自動控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的程序啟動/停止流程設(shè)備，流程運行期間系統(tǒng)自動讀取故障信號點進(jìn)行流程保護(hù)，實現(xiàn)糧食裝卸系統(tǒng)智能化自動控制。（PLC自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖二所示）

如圖二所示。

（圖二）

四 結(jié)束語

港口對國家經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易影響頗大，在各個行業(yè)工作趨于電氣自動化的情況下國家也加強了對港口工作電氣自動化的關(guān)注，如何提升港口電氣自動化水平，保障港口工作的效率和質(zhì)量是目前的關(guān)鍵點，而PLC技術(shù)的應(yīng)用將是推動港口電氣自動化水平提升的最好方法，雖然PLC技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性極高，且維修簡便，但因為PLC技術(shù)的研究時間較短，所以在港口電氣自動化應(yīng)用過程中要從實際出發(fā)，將PLC技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，保證港口電氣自動化水平的有效提高和港口工作的有序進(jìn)行。