港口机械电气安全控制系统设计分析

陈琛

摘  要：相对于其他的电气安全控制系统，港口机械电气安全控制系统的结构相对来说较为复杂，且具有着较强的专业性。但随着港口贸易的不断发展，传统的港口机械电气安全控制系统已经不能满足现阶段发展的实际的要求，这样一来也必然会对港口企业的工作效率及经济效益带来一定的影响。近年来，港口企业对于现代新型港口机械电气安全控制系统设计的重视程度也越来越高，基于此，文章对港口机械电气安全控制系统设计进行了研究和分析。

关键词：电气安全控制系统;港口机械;设计;分析

中图分类号：TD608         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）06-0111-02

就港口企业而言，在其生产运营过程中，做好其相应港口机械电气安全控制系统的设计工作对于提升其自身的经济发展水平及其效益有着非常积极的意义。但是现阶段大部分的港口企业所使用的接卸电气安全控制系统相对传统，这类控制系统线路较为繁琐以及复杂，使得其在使用过程中各类故障问题频发，严重制约了港口企业工作效率及经济效益的提升[1]。如何对港口机械电气安全控制系统进行科学合理的设计，并以此为基础不断提升控制系统的自动化水平，也越来越成为现阶段港口企业工作的一个重点。

1 港口机械电气设备概述

1.1 港口机械电气设备配置要求概述

对于港口机械设备而言，最具代表性的设备就是门座起重机。现阶段港口中较为常用的门座起重机主要是由起升、行走、变幅以及旋转这几部分构成。在其实际的应用过程中，设备抓斗作业一般需要两套起升设备完成相应作业，并且两套设备的相关结构完全一致，同时还应保证其开合作业方便维修。就门座起重机设备应用而言，其可以实现根据换装索具的实际需求来完成相应的抓斗、吊钩以及各类空间立体作业等等，将其应用到实际的港口工作过程中，可以在较大程度上实现设备生产效率、生产速度以及生产灵活性的全面提升。

1.2 港口机械电气设备的工艺特征

基于港口机械工艺的特殊性，因此，其对于相应的配套电气设备也同样有着同样特殊的要求，这类要求主要体现在安全方面，即：首先，在设备制动及起升方面，相应机械设备的开关、变压器以及电动机等相关电气组件应满足具体的运行要求;其次，对于港口机械而言，其大多是以户外露天作业为主，工作环境相对恶劣且极易受外部环境的影响[2];最后，在港口机械运行及作业过程中，由于其存在着较大的随机性，因此，做好其电气安全控制系统的提升工作也显得尤为重要，并且在其安全提升工作过程中，应对其保护、故障诊断以及显示报警功能进行重点关注。

2 港口机械电气安全控制系统设计分析

2.1 照明系统设计

港口运行的特殊性使得其相关机械设备的用电功率也相对较大，加之其整体的空间面积较为广泛，这样就对港口的照明系统有着较高的要求。良好的照明系统设计对于保证港口机械电气设备的安全高效运行有着非常积极的意义，也正是因为如此，做好照明系统的设计工作也成为港口机械电气安全控制系统设计中尤为重要的一项工作。在实际的照明系统设计过程中，笔者认为，要想做好相应的设计工作，应做好以下几项工作。

首先是港口机械电气照明灯具的选型设计。在进行照明灯具选型设计时，一方面应根据港口的具体功能区域划分实际情况对照明灯具进行选型设计，一般来说，在一些较为关键的港口划分区域，宜采用亮度较强的金属卤化物灯具;另一方面，对于港口区域内的电气辅助区域而言，在进行这一区域的灯具选型设计时，则可以应用具有节能性质的灯具，并且在实际的设计过程中，还应根据实际的照明强度进行标注[3]，以此来对整个照明系统进行优化。

其次是照明系统的节能设计。就港口机械电气照明系统而言，其具有运行时间长、能耗大等特点，因此，在实际的港口运行过程中，照明系统如果能耗过大，也必然会对相关企业带来尤为不利的影响，严重者甚至会制约绿色可持续港口建设工作的顺利开展。而在照明设计过程中，将节能设计应用其中，则可以有效解决其能耗大这一问题。在实际的设计过程中，应对机械电气设备的照明强度进行严格的调整，并根据灯具的数量对其整体的照明能耗进行计算，然后根据国家规范标准的要求，结合相关计算数据结果来进行节能设计，并将现代新型技术应用其中，以此来实现照明系统的节能降耗。

2.2 消防系统设计

现阶段我国港口在其实际的运营过程中，由于其属于全天候、高密度运行，因此，其相关的机械电气设备也同样具有长时间、高负荷运行等特点。尽管这样可以在较大程度上保障港口相关工作的运行，但是在这种高负荷、长时间运行状态下，机械电气设备也极易产生爆裂、燃烧或者渗漏等火灾风险，给相关工作的安全运行带来一定的威胁。因此，在进行港口機械电气安全控制系统设计时，做好电气消防系统的设计工作也显得尤为重要。

在进行港口机械电气消防系统设计时，首先，相关设计人员应严格按照《港口机械电气消防系统设计准则》以及《港口机械电气火灾警报系统设计规范》中的具体要求来开展相应的设计工作[4];其次在实际的消防系统设计过程中，应对容易出现火灾的区域进行强化设计，同时将温控装置、火灾警报装置、可燃气体探测装置以及消防设备进行添加以及合理的设置，只有这样，才能全面的对火灾风险进行消除，保证港口的运行安全。

2.3 动力配电设计

经过多年的发展，港口机械电气系统现阶段主要是以动力电为主要的供能方式，因此，在进行港口机械电气安全控制系统设计时，动力配电设计也是其中非常重要的一项工作。在具体的设计过程中，相关设计人员应首先对港口机械电气动力配电的基本原则进行确认，并保证其可以满足现行标准规范以及后续实际运行的具体要求。

其次，在港口机械电气设备运行过程中，其动力设备与配电装置一般处于分散状态，因此，在具体的设计过程中对港口机械电气动力设备的供电方式进行确定，在此基础上对其进行合理化的设计来实现对于供电方式的控制，只有这样才能真正意义上保证港口机械电气设备相关功能的稳定性及安全性水平，并以此为基础来实现设计质量及设备运行效能的提升[5]。

再次，应对机械电气设备的动力线缆连接方式进行明确，并在实际的设计过程中保证其符合《港口机械电气动力配电设计规范》中具体要求，在实际的设计过程中，应对动力配电的关键患者进行重点控制，必然连接方式、防护措施以及接口形状等等，并在此基础上保证设备的安全稳定运行。

最后，设计人员应对机械电气设备动力系统与其他系统之间的关系进行准确的认知，并集合具体的功能要求来有效解决各类矛盾的发生，这样一来，不但可以有效提升港口机械电气设备的美观性及稳定性，还可以在较大程度上对电气设备的规模、费用等进行控制，对于提升设计质量及水平有着非常积极的作用。

2.4 电气防雷设计

雷击作为影响机械电气设备正常运行中较为常见的问题类型，一旦出现雷击现象，就会对整个港口的安全运行产生较大的影响，因此，做好必要的电气防雷设计就显得尤为重要。在进行防雷设计时，应首先根据港口机械电力系统中区域的特点来开展相应法防雷设计。一般来说，港口电气设备中大多是以极易引发火灾或者易爆炸的环境为主，因此，在进行防雷设计时，对与港口而言，其防雷设计应满足现阶段国家二类防雷电气系统设计的具体要求，并在此基础上来对港口机械电气系统的防雷安全进行有效的保障[6]。需要注意的是，在进行港口机械电气防雷设计时，应重点对功能防雷、系统防雷以及结构防雷进行关注，只有这样才能有效保证在雷电环境下设备运行的安全性及稳定性。

2.5 电力系统接地设计

对于电力系统接地设计而言，其主要的工作内容为：对设备的重点结构及部位进行电位设计，例如主要结构、金属结构、管道及金属构件等等，必要时可以通过对优化策略的应用实现等电位的各个结构的总链接，并以此来保证港口电气设备的各个部位均可以实现与母线的相连及互通。对于等电位中各类连接点进行全面控制， 并将控制重点落在PE母线与干线相互连接的方式之上。除此之外，对于港口机械电气设备中的特殊结构或者部位，在进行接地设计时，则宜采用局部等电位与全面系统接地相结合的方式来保证其安全运行。

综上所述，随着近年来现代科学技术的进步以及生产自动化水平的提升，使得越来越多的现代化技术被广泛应用到机械设备电气安全控制系统设计过程当中，其中就包括港口机械电气安全控制系统设计。将现代自动化技术（PLC、变频调速技术）应用到港口机械电气安全控制系统过程当中，通过对港口相关机械电气设备进行合理的设计以及改造，对于提升港口企业的生产效率以及现代化水平有着非常积极的意义。

参考文献：

[1]李勤华.机械电气安全控制系统设计分析[J].内燃机与配件，2018（23）：64-65.

[2]于海滨.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].山東工业技术，2019（01）：138.

[3]宁伟涛.试析港口机械电气安全控制系统设计[J].数字通信世界，2018（02）：251.

[4]崔延辉.论如何提高电厂电气控制系统的安全运行管理[J].化工管理，2018（02）：39+41.

[5]宋天佑，张天宇.港口机械电气安全控制系统设计[J].黑龙江科学，2017，8（06）：130-131.

[6]裘明.矿用机械电气安全控制系统设计[J].技术与市场，2016，23

（05）：230.