港口机械电气自动化技术与控制探讨

冯国辉

摘要：随着我国社会经济的飞速发展，在科学和信息技术不断进步的背景下，电气自动化技术的应用范围越来越广。港口建设对国民经济的发展具有重要意义，新时期积极加强港口机械电气自动化技术研究势在必行。本文首先对电气自动化控制技术进行了简要概述，并详细探讨了PLC电气自动化技术与控制和散货装卸自动化技术与控制。

关键词：港口机械；电气自动化技术；控制

1电气自动化控制技术概述

1.1设计理念

根据设计理念，电气自动化控制技术在应用中可以实现总线监测、集中监测和远程监测的功能，设计理念具体体现如下：（1）集中监测中，电气自动化控制技术能够通过一个处理器完成整个控制，控制过程灵活、简便，具有较强的可维护性和运行便捷性。（2）在总线监测中，控制功能呈现出集中性，有助于高效完成现场监控。将该技术应用于各个领域，以上设计理念都呈现出了较强的应用价值。因此在实际构建该技术的整体框架时，应结合具体的应用环境和需求，不断完善设计方案。

1.2特点

（1）尽管信息量小，但是在准确性和速度方面呈现出较高的优势。（2）反应速度较快，能够在短时间内进行信号传递，更能够实现兼容远程操纵。（3）控制过程上，仅需要较短的时间且效率较高。（4）能够实现远程数据采集和控制。

2港口散货装卸自动化技术的应用

2.1集装箱装卸自动化技术。全球第一个港口集装箱装卸自动化运行技术是在荷兰应用的，经试运行后在德国、新加坡、日本等码头也实现了该技术的运行。2006年，我国上海、香港密切合作，在高桥二期码头打造出第一个集装箱自动化堆场，在综合应用图像、激光测量的基础上实现了全自动化对箱、落箱港口的操作。

2.2 散货装备自动化扫描和控制技术。在散货装卸操作中，实时性的监视作业料堆高度、堆型是十分必要的，同时，按照相关标准进行精确计算之后可为港口后续操作提供重要数据支持。在港口装卸操作中人们获取的数据信息有的是用肉眼观测的，有的则需应用机械设备进行测量。为了确保数据信息的测量和获取不过多的受外界环境的干扰，可以将料堆轮廓自动检测技术应用到港口散货装卸作业操作中，利用激光测距原理，在港口斗轮堆取料机中安排定位系统，完成对目标作业的检测。第一，抓斗卸船自动化扫描控制。在TPS的内部往往具备两个偏转镜，在偏转镜的作用下能够将发射的激光有效反射回来，反射回来的激光会被激光接收器接收。之后通过精密性仪器的测量能够计算出发射光、反射光之间的时间差，进而精准计算出物体和激光器之间的距离。在偏转镜的作用下能够实现对目标物体的连续扫描，了解目标物的三维位置数据信息。第二，斗轮堆取自动化扫描控制。斗轮堆取自动化扫描控制技术在实际应用中和卸船机操作一样，一般都需要借助TPS进行扫描操作。在扫描操作中，TPS会将数据信息发送到相应的取料机上，经过取料机的处理来获取更多数据信息。

2.3 集装箱设备自动化技术。对于外高桥集装箱码头发展来讲，基本打造了自动化装卸作业和操作控制系统，可对内外集卡、作业箱分别自动定位操作和自动化装卸。

3 PLC电气自动化技术与控制

3.1 PLC在港口胶带运输机中的应用

电气自动化系统是传统港口胶带运输机的主要特点，分布式控制结构是其典型结构，在这一系统内部，现场控制装置、现场检测装置以及控制站等为现场控制系统的3个主要内容，而现场监视屏、操作员装置、监控中心以及服务器装置等多个部分共同构成了运输机电气自动化的集中控制系统，通常需要在中央控制室中设置集中控制器，在TCP/IP协议的基础上，可以促使交互、数据通讯工作在控制站与集中控制装置之间实现，在这一过程中，离不开一个重要的网络媒介，即以太网。要想实现高效的数据交互过程，设备处于具体的运行状态中时，如果数据通讯同集中控制装置之间拥有>1200m的交互距离，此时二者之间的连接不仅需要对以太网进行应用，同时还必须增设中继器，以构建更加良好的数据交互结果。

3.3 PLC在港口集装箱桥式起重机中的应用

装卸桥电气系统具有数据交互多、设备分布范围广等特点，将PCL应用于该系统中，促使PLC的状态数据、给定信号以及控制命令等内容更加完善，而由系统驱动器及PLC共同构成的信息共享系统则呈现出较强的完善性，有助于设备关联控制的高效性。在港口集装箱桥式起重机电气自动化当中充分利用PLC技术，能够更加有效的说明系统故障、驱动器颞部故障以及PLC数据，结合系统显示数据，工程技术人员在日常工作中，可以及时对系统中的故障进行发现和排除，对于提升系统及设备的运行稳定性具有重要意义。重要参数需要被设置于驱动器内部，其为技术输出奠定了良好基础，PLC能有效储存故障的历史信息以及驱动器的相关信息，在对相关实际参数进行全面统计的基础上，如吊具开闭锁次数、制动器累积工作次数、接触器动作次数和各个机构运行时间等，有助于系统设备的长期稳定运行。

3.3 PLC在港口门式起重机中的应用

將PLC技术应用于港口门式起重机当中，即使在频繁的操作中，也有助于使港口起重机长期处于稳定运行状态下，避免了操作失灵和灵敏性降低的缺陷。在实际操作的环节，要求操作人员在操作主令控制器这一媒介基础上，有效控制PLC输入、输出外接端口与联锁电路、过压电路以及过流电路等。当直流24V信号出现在PLC输出端时，说明正常运行状态是对应门式起重机的PLC外围输出信号状态，在此基础上能够促使合理驱动在小型化继电器装置线圈中实现，接触器线圈在运行中的小型继电器上会被触动，设备内部的各个运作机构随之启动并进入到运行模式。

4结语

综上所述，近年来，我国在积极进行现代化经济建设的过程中，港口机械电气自动化的技术水平明显提升，在港口发展的过程中减少其对周围环境的污染和破坏。现代港口呈现出大型化、自动化和智能化的特点，为我国的进出口贸易提供了机电的便利。本文针对我国广泛应用的PLC电气自动化技术及散货装卸自动化技术与控制展开了探讨，希望为我国港口的未来建设奠定一定的理论基础。

参考文献：

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[2]林卫国，徐长生，徐志刚.港口机械结构应力实时监测系统研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2017（2）：289-292.

[3]李伟.试论PLC的发展及其在港口电气自动化中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2014，（8）：126.

（作者单位：秦皇岛港股份有限公司杂货港务分公司）