港口機械電氣自動化技術與控制探討

馮國輝

摘要：隨著我國社會經濟的飛速發展，在科學和信息技術不斷進步的背景下，電氣自動化技術的應用范圍越來越廣。港口建設對國民經濟的發展具有重要意義，新時期積極加強港口機械電氣自動化技術研究勢在必行。本文首先對電氣自動化控制技術進行了簡要概述，并詳細探討了PLC電氣自動化技術與控制和散貨裝卸自動化技術與控制。

關鍵詞：港口機械；電氣自動化技術；控制

1電氣自動化控制技術概述

1.1設計理念

根據設計理念，電氣自動化控制技術在應用中可以實現總線監測、集中監測和遠程監測的功能，設計理念具體體現如下：（1）集中監測中，電氣自動化控制技術能夠通過一個處理器完成整個控制，控制過程靈活、簡便，具有較強的可維護性和運行便捷性。（2）在總線監測中，控制功能呈現出集中性，有助于高效完成現場監控。將該技術應用于各個領域，以上設計理念都呈現出了較強的應用價值。因此在實際構建該技術的整體框架時，應結合具體的應用環境和需求，不斷完善設計方案。

1.2特點

（1）盡管信息量小，但是在準確性和速度方面呈現出較高的優勢。（2）反應速度較快，能夠在短時間內進行信號傳遞，更能夠實現兼容遠程操縱。（3）控制過程上，僅需要較短的時間且效率較高。（4）能夠實現遠程數據采集和控制。

2港口散貨裝卸自動化技術的應用

2.1集裝箱裝卸自動化技術。全球第一個港口集裝箱裝卸自動化運行技術是在荷蘭應用的，經試運行后在德國、新加坡、日本等碼頭也實現了該技術的運行。2006年，我國上海、香港密切合作，在高橋二期碼頭打造出第一個集裝箱自動化堆場，在綜合應用圖像、激光測量的基礎上實現了全自動化對箱、落箱港口的操作。

2.2 散貨裝備自動化掃描和控制技術。在散貨裝卸操作中，實時性的監視作業料堆高度、堆型是十分必要的，同時，按照相關標準進行精確計算之后可為港口后續操作提供重要數據支持。在港口裝卸操作中人們獲取的數據信息有的是用肉眼觀測的，有的則需應用機械設備進行測量。為了確保數據信息的測量和獲取不過多的受外界環境的干擾，可以將料堆輪廓自動檢測技術應用到港口散貨裝卸作業操作中，利用激光測距原理，在港口斗輪堆取料機中安排定位系統，完成對目標作業的檢測。第一，抓斗卸船自動化掃描控制。在TPS的內部往往具備兩個偏轉鏡，在偏轉鏡的作用下能夠將發射的激光有效反射回來，反射回來的激光會被激光接收器接收。之后通過精密性儀器的測量能夠計算出發射光、反射光之間的時間差，進而精準計算出物體和激光器之間的距離。在偏轉鏡的作用下能夠實現對目標物體的連續掃描，了解目標物的三維位置數據信息。第二，斗輪堆取自動化掃描控制。斗輪堆取自動化掃描控制技術在實際應用中和卸船機操作一樣，一般都需要借助TPS進行掃描操作。在掃描操作中，TPS會將數據信息發送到相應的取料機上，經過取料機的處理來獲取更多數據信息。

2.3 集裝箱設備自動化技術。對于外高橋集裝箱碼頭發展來講，基本打造了自動化裝卸作業和操作控制系統，可對內外集卡、作業箱分別自動定位操作和自動化裝卸。

3 PLC電氣自動化技術與控制

3.1 PLC在港口膠帶運輸機中的應用

電氣自動化系統是傳統港口膠帶運輸機的主要特點，分布式控制結構是其典型結構，在這一系統內部，現場控制裝置、現場檢測裝置以及控制站等為現場控制系統的3個主要內容，而現場監視屏、操作員裝置、監控中心以及服務器裝置等多個部分共同構成了運輸機電氣自動化的集中控制系統，通常需要在中央控制室中設置集中控制器，在TCP/IP協議的基礎上，可以促使交互、數據通訊工作在控制站與集中控制裝置之間實現，在這一過程中，離不開一個重要的網絡媒介，即以太網。要想實現高效的數據交互過程，設備處于具體的運行狀態中時，如果數據通訊同集中控制裝置之間擁有>1200m的交互距離，此時二者之間的連接不僅需要對以太網進行應用，同時還必須增設中繼器，以構建更加良好的數據交互結果。

3.3 PLC在港口集裝箱橋式起重機中的應用

裝卸橋電氣系統具有數據交互多、設備分布范圍廣等特點，將PCL應用于該系統中，促使PLC的狀態數據、給定信號以及控制命令等內容更加完善，而由系統驅動器及PLC共同構成的信息共享系統則呈現出較強的完善性，有助于設備關聯控制的高效性。在港口集裝箱橋式起重機電氣自動化當中充分利用PLC技術，能夠更加有效的說明系統故障、驅動器顳部故障以及PLC數據，結合系統顯示數據，工程技術人員在日常工作中，可以及時對系統中的故障進行發現和排除，對于提升系統及設備的運行穩定性具有重要意義。重要參數需要被設置于驅動器內部，其為技術輸出奠定了良好基礎，PLC能有效儲存故障的歷史信息以及驅動器的相關信息，在對相關實際參數進行全面統計的基礎上，如吊具開閉鎖次數、制動器累積工作次數、接觸器動作次數和各個機構運行時間等，有助于系統設備的長期穩定運行。

3.3 PLC在港口門式起重機中的應用

將PLC技術應用于港口門式起重機當中，即使在頻繁的操作中，也有助于使港口起重機長期處于穩定運行狀態下，避免了操作失靈和靈敏性降低的缺陷。在實際操作的環節，要求操作人員在操作主令控制器這一媒介基礎上，有效控制PLC輸入、輸出外接端口與聯鎖電路、過壓電路以及過流電路等。當直流24V信號出現在PLC輸出端時，說明正常運行狀態是對應門式起重機的PLC外圍輸出信號狀態，在此基礎上能夠促使合理驅動在小型化繼電器裝置線圈中實現，接觸器線圈在運行中的小型繼電器上會被觸動，設備內部的各個運作機構隨之啟動并進入到運行模式。

4結語

綜上所述，近年來，我國在積極進行現代化經濟建設的過程中，港口機械電氣自動化的技術水平明顯提升，在港口發展的過程中減少其對周圍環境的污染和破壞。現代港口呈現出大型化、自動化和智能化的特點，為我國的進出口貿易提供了機電的便利。本文針對我國廣泛應用的PLC電氣自動化技術及散貨裝卸自動化技術與控制展開了探討，希望為我國港口的未來建設奠定一定的理論基礎。

參考文獻：

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（作者單位：秦皇島港股份有限公司雜貨港務分公司）