港口設備電氣自動化技術的應用探析

王新

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

近年來，我國經濟發展越來越好，對外貿易總額有著明顯增長，港口經濟的發展也很明顯。港口經濟在發展的時候需要使用到各種設備，港口設備在推動地區經濟發展的過程中具有很大作用。港口設備的運行關系著港口的經濟發展水平。電氣自動化技術的使用將更好地優化港口環境，進一步提升港口設備的運行水平，有助于港口設備的正常使用。本文重點分析了港口設備的電氣自動化技術，希望給一些人員建議和幫助。

1 PLC

PLC屬于數字化運算操作系統，港口設備在運行的時候要合理地使用PLC，PLC中加入了編程技術，該技術和其他技術相比具有明顯優勢，操作更加靈活和方便，操作起來更加方便，使用也更便捷，PLC使用的是順序掃描方式和不斷循環式，也就是PLC系統的控制中心能夠結合運行情況，把數據信息編制并儲存到用戶存儲器中，然后依照相應的指令來掃描，如果沒有跳轉指令，那就要按照程序依次開展，不斷地循環進行。PLC編程的運用范圍很廣，功能多樣化且強大，越來越成為工業自動化的重要設備。PLC系統的支持下能夠更好地管控不同類型的設備及生產過程，進而達到設備運行的自動化效果，進行控制，進一步降低故障設備方式危險的概率，提升設備的運行效率。

2 港口設備電氣自動化技術的運用價值

近年來，我國在港口設備上沒有投入太多的技術，這就造成了港口設備的自動化水平不高，與發達國家存在較大距離。自動化水平不高，這直接關系著港口設備的生產效率，現在已經難以滿足港口進出貿易的發展要求。港口在經濟建設上具有重要作用，港口要發揮其自身作用，那就要提升港口設備的自動化水平。電氣自動化技術在一定程度上表現了生產力的發展情況，把自動化技術運用在港口建設中，這將更好地提高港口設備的自動化水平。港口設備借助電氣自動化技術能夠全自動地控制設備的運行，特別是PLC的使用，工作人員能夠在短時間內處理各種工序，大大節約了時間和投入成本；其中，港口設備在具體操作的時候，工作人員要結合具體的工作要求，使用不同的模板，進一步提升設備的兼容性，港口電氣設備也就能夠在不同條件下生產，提升港口設備的運行效果。

3 推動港口設備電氣自動化技術的使用

3.1 改變港口設備的建設理念

港口設備中電氣自動化技術的使用需要較多資金與人力資源，這樣可以更好地提升港口運行質量和效果。港口要從根本上其運行效率與安全，那就要推動港口設備的電氣化，有關部門要改變自己的觀念，不能把經濟利益放在首位，而是要考慮港口的長遠發展。部門員工要意識到港口設備電氣自動化的重要作用，給予人力和物力的支持，確保港口設備電氣自動化的有序開展。

3.2 學習先進港口的優秀經驗

港口設備的電氣自動化在使用的時候會涉及較多技術，這需要工作人員克服技術難關，進而解決容易出現的問題，要學習已建成的現代港口的經驗。發達國家在使用港口設備電氣自動化的時候會遇到一些問題，這需要工作人員認真總結和分析，防止類似問題的發生。

3.3 運用先進的管理技術與手段

港口設備的電氣化技術比較繁雜，港口部門在使用的時候要強化不同部門的聯系，不僅要對之前的設備進行電氣自動化改造，還要優化其管理技術，這樣就能夠更好地達到港口設備的運行要求，還要建立更加完整的企業管理制度，確保設備運行的平穩與安全，提升設備的運行效率。

3.4 提高港口基層人員的專業能力

基層人員的專業能力直接關系到港口部門的正常運行，港口設備電氣自動化的時候需要努力提高工作人員的專業基本功。港口設備電氣自動化的時候需要加強基層人員的技術本領，從而更好地達到港口設備電氣自動化的要求，提高電氣自動化技術在港口設備運用效果，推動港口的高質量運作。

4 港口設備電氣自動化技術的具體運用

4.1 電氣自動化技術運用于港口傳送帶運輸機中

近年來，我國的進出口貿易總量越來越大，港口需要處理很多貨物，要真正地提升貨物的流通效率，傳送帶運輸機具有關鍵性作用。傳送帶運輸機在運作的時候容易遇到故障問題，這關系到貨物能否正常傳輸。通過電氣自動化技術，有助于增強傳送帶運輸機的質量，提升運輸機的生產效率。傳送帶運輸機中使用PLC系統，這個系統包括控制站、控制裝置和現場設備、服務器、監控器、操作器和控制器等。傳送帶運輸機在使用的時候，需要安排控制站去分析設備的運行情況，并把監測結果上傳到控制中心，讓控制裝置來控制整個設備的運行，集中控制器僅僅對中央控制器、PLC系統和通信系統起作用，進而完成傳送帶運輸機的遠距離管控，大大節約了運輸費用，提升運輸效率。

4.2 電氣自動化技術運用于港口門式起重機中

門式起重機屬于橋式起重機的一種類別，橋架借助兩邊支腿支撐在地面軌道上，分為門架、大車、起重小車以及電氣等部分，經常用來裝卸貨物。門式起重機的工作范圍大、適應面廣和通用性較強，經常運用于港口貨場中。門式起重機中使用電氣自動化技術可以提高設備的運行效果，防止設備出現其他故障問題。PLV技術的輔助下，操作人員僅僅控制設備就能夠控制全部電路與輸入輸出設備。比如，PLC系統對外輸出信號和PLC系統一致的時候，那就可以確定門口式起重機的性能，還要判斷其信號是否正常，達到實際工作的需要。除此之外，門式起重機中使用PLC技術能夠智能地管控小型繼電器設備，小型繼電器在運行的時候可以觸碰接觸器線圈，進而達到設備的自動化運行。

4.3 電氣自動化技術運用于港口橋式抓斗起重機中

橋式抓斗起重機主要用來卸鐵礦石、煤等大宗散貨，通常將設備安裝在港口的碼頭岸邊。這些年來，我們國家港口進出口貿易不斷增加，這對橋式抓斗起重機有著更高的要求，港口部門提升起重機的高度、運轉速度和外延距離，港口部門在工作的時候，為了提升橋式抓斗起重機的運行質量，這就要結合PLC技術的邏輯編程，促進數據交互網絡化的改變。PLC系統中使用可編程序的存儲器，用來計算內部存儲邏輯、控制順序、定時、計算等，通過數字的輸入與輸出，有效地控制起重機，保障它的安全運行。除此之外，PLC技術的支持將更好地建立共享的信息系統，它能夠有效地分橋式抓斗起重機運行數據，然后把數據匯總到控制中心，從控制中心發送指令給操作裝置，進而達橋式抓斗起重機的自動化。

5 港口設備電氣自動化運用于新型港口中的情況和未來發展

電氣自動化技術最后是為了達到無人化程度，港口部門的裝卸系統中設備比較廣，不同系統的數據交流較多，數據間的關系比較復雜，這時候需要工作人員分析和處理系統數據。自動控制系統、自動調度管理和光纖數據通信經常運用在港口部門。進口碼頭是屬于無人碼頭，碼頭使用全新自動化橋式抓斗卸船機，通過抓取散貨船上的貨物，然后安排無人化皮帶系統和堆取料機駕進行運輸。碼頭內部使用無人化管理模式，中控區則使用智能的港口管理系統，碼頭地面根據要求，設置相應的光電感應元件，通過光纖管線傳輸至中央區，接通港口管理系統。

大船到岸前要把裝船數據保存到控制系統上，中央控制室獲取裝船信息后就可以了解大船鐵礦石的位置，中控員工通過指令來抓取礦石。卸船機抓斗操控要在根據指令抓起礦石后，把礦石放在碼頭面皮帶，傳輸到相應的堆場后。無人化堆取料機把礦石堆到其指定地點，完成好全部工作。無人化技術運用在港區的大機設備上，礦石的吞吐量相比具有明顯不同，碼頭運行成本大大降低，碼頭安全生產管控水平也將大幅提升。見圖1。

圖1

6 電氣自動化技術的優化措施

6.1 自動控制流程的優化

港口部門要解決這些問題，需要提升港口設備的自動化水平，不斷改進設備的不足之處。第一，要規劃好港口自動控制流程，這將更好地提升電氣自動化水平，還可以給港口帶來更多機會。通過大量分析和研究，可以發現，港口設備在使用的時候處于半自動化程度，不僅能實現自動控制功能，還需要人為操作。半自動控制技術運用在單臺機上比較便捷和有效，要實現大面積的集群控制和全天候的生產活動，仍然要面對許多困難。這是因為自動化控制程序不嚴謹和規范，電氣自動化控制較簡單，通過遠距離的控制，使用分布的結構，做好現場控制工作，從遠處開展自動化操作，通過一些程序設計來實現港口設備的自動化運行。港口部門要提升其自動化控制水平，在設計的時候，就要使用PLC技術，做好遠程控制工作。PLC控制技術運用在工業生產過程中可以取得很好的效果，抗干擾能力也較好，程序更加簡單，設計的時候能夠降低開發難度，有助于港口設備的自動化控制。第二，港口還要使用先進的CPS技術，把水平運輸裝置放在更準確的位置，通過吊具來裝卸設備，還要充分運用北斗導航定位技術，定位冗余檢測運輸裝置。其中，港口部門要使用標準的裝卸技術，吊具中具備鎖記憶功能，把握港區雙箱裝卸過程中雙箱的距離，進而減少吊具中鎖距大小，也可以減少消耗。

6.2 升級控制算法

港口電氣自動化技術在發展的時候，因為港口的設備主要是硬件。港口部門在控制相關設備的時候需要掌握想要的算法，算法屬于軟件方面的創新，工作人員在工作的時候要考慮算法的特點，采取不一樣的算法。自動化控制系統中PID控制算法比較普遍，工業上經常運用這種控制算法?？墒荘ID控制算法的滯后性比較明顯，工作人員在使用的時候要考慮信息糾偏問題。港口機械設備在自動化控制的時候仍然存在一些問題，這容易導致施工現場的混亂，影響施工現場的運輸水平，甚至出現精度不夠等現象。故工作人員在優化算法的時候，要結合PID來展開模糊控制工作，或者運用智能的PID控制形式，收集自動的運行信息，具體觀察和分析各項數據，進一步提升港口設備電氣自動化技術的控制質量。

7 結語

總而言之，港口設備的電氣自動化技術運用將更好地適應時代的發展，進一步促進港口經濟的發展，促使我國經濟的騰飛。港口設備電氣自動化技術在使用的時候要有效地運用好PLC技術，進而有效地控制港口設備，確保港口設備的安全與穩定，避免港口設備故障的出現，還可以節約一大筆設備運行費用，進一步提升設備的運行效果。結合港口設備的自動化發展情況，港口部門要認真分析電氣自動化技術手段，努力提升港口設備的全自動水平，利用先進的自動技術來管理港口設備，促進港口經濟的長遠有效發展。