大水位差码头船用岸电的PLC控制系统研究

陈泽鹏

福建肖厝港物流有限责任公司， 福建泉州   362801

摘要：在我国很多大水位码头应用岸电技术时，码头接电口、电缆长度等很难适应水温差变化，为此，相关部门需要借助于PLC控制系统，将上述问题解决。本文根据以往工作经验，对大水位差码头岸电控制方案进行总结，并从PLC控制系统硬件电路设计、PLC控制系统软件程序设计两方面，论述了大水位差码头船用岸电的PLC控制系统内容。

关键词：大水位差码头;船用岸电;PLC控制系统

在我国，内河港口之中应用船用岸电技术，能够尽可能避免内陆城市空气污染程度，降低船舶靠泊时的噪音，并降低靠港船舶的运营成本，让船用岸电技术在内河港口空白状态下得到应用。例如，在三峡库区典型大水位差直立式码头运行过程中，主要是对控制岸电的接电口位置控制系统进行研究，通过水位传感器了解水位信息，之后通过主控制器PLC控制电缆卷筒收放，将岸电接电口位置更改。

1.大水位差码头岸电控制方案

1.1岸电控制方案总体设计

从大水位差码头运转过程中能够看出，实际水位变化幅度较大，控制系统首要问题就是对码头水位信息进行有效采集，之后根据水位信息，对岸电系统滑移小车进行全面控制，坚决避免电缆接头进入水中，引发一系列安全事故。针对于该类问题，相关设计工作者们建立了大水位差码头船用岸电控制系统，具体结构如图1所示。

在岸电系统设计过程中，主要应用的是PLC作为主控系统，操作人员可以通过控制面板，实现对系统的控制操作。除此之外，在水位传感器应用过程中，能够做到对实时水位信息的有效采集，借助于信号调理电路的方式，将水位信息传输给PLC。此时，PLC可以自动生成实施水位信息，利用显示器将其显示出来，帮助操作人员对水位状态信息进行了解。对于旋转编码器，主要安装在电缆卷筒上，能够将滑移小车中的位移数据转化为脉冲，之后将其传输给PLC，此时，PLC对于脉冲能够实时高速计数操作，通过相应计算自动生成滑移小车位置数据，并在控制面板上进行显示。工作人员还要将滑移小车位置信息与水位信息放在一起进行对比，确保其始终处于安装状态之下。

1.2水位监测系统

从实际分析过程中能够看出，本岸电系统主要应用的是电容式传感器来充当水位检测器。另外，电容式水位传感器主要是借助于导电性原理，将实际水位升降过程转变成电容量变化，对水位进行测量。当水位高度H为0时，人们可以明确分布电容的具体数值。反观信号调理电路，实际电容式水位传感器能够将水位变化转变成电信号，但电信号形式和幅值无法对其进行深入性分析。例如，当岸电系统控制器应用的是西门子PLC时，模拟量输入模块中的输入信号，应该以标准量程下的直流电压或者是电流信号为主。所以说，在配合应用集成电路时，能够实现对电容式水位传感器信号调理操作。如果岸电系统水位传感器量程距离集中在0到50m范围内，集成电路可以处理本系统电容型水位传感器微小电容量变化，并转变成与PLC控制系统向适应的标准量程电流，具体范围是4到20mA。

2.大水位差码头船用岸电的PLC控制系统内容

2.1PLC控制系统硬件电路设计

从实际系统控制需求之中能够看出，PLC控制器内部的输入断口数量为11个，输出端口数量为15个。为了维护该系统的有效运行，工作人员需要在其中加入2台显示器，对水位和小车位移进行显示，并增加1个数据输出口，实际显示器与PLC的接线图如图2所示。

在实际操作时，工作人员还要借助于控制面板上的控制按钮，将具体指令输送出去，并对信号指示灯和显示器进行观察，了解系统的实际运行状态。对于控制面板的应用，应尽可能保证布置简洁、灵活，确保系统的控制需求得到充分满足。

2.2PLC控制系统软件程序设计

从岸电控制系统硬件电路设计过程中能够看出，实际系统控制流程主要涉及到4方面内容：第一，系统上电和初始化。当工作人员按下SB按钮之后，系统便会实现上电操作，之后指示灯也会处于亮起状态。所谓初始化，主要指系统每次启动后，均会将系统设置的默认状态转移到PLC之中，这其中包括对工作内存的初始化以及滑移小车复位等等。当关闭系统时，工作人员还要将滑移小车停靠在原点，为后续启动的初始化操作创造有利条件。第二，系统故障检测。在该类故障检测工作执行时，人们需要重点考虑的内容有传感器故障和系统欠压。当系统出现欠压问题时，断路器会自动将主电路切断，此时，辅助驻点也会输出高平信号，让PLC输出口处于高电平状态，此时，继电器相应线圈得电，信号灯亮起。另外，连续检测传感器输出模量大约为10次，此时，工作人员可以通过对其误差计算，看其是否存在故障问题。第三，读取水位和小车位移并将其显示出来。在实际水位传感器应用过程中，主要作用就是对水位信息进行采集，由PLC内置AD模块将模拟量信号转变成数字量信号。第四，滑移小車下降与上升。开始时，工作人员对其高度进行手动调节，由PLC程序确认小车与水面之间的距离，大约在1m左右，之后再进行后续操作。

3.结论

综上所述，实际岸电系统环境效益主要是将码头空气质量作为研究对象，当出现船舶靠港情况时，会涉及到辅机发电装置，此时，容易产生对码头环境产生危害的物质。为了方便分析，人们可以将PLC控制等关键技术应用其中，建立完善的大水位差码头岸电控制系统，让更多问题得到妥善解决。

参考文献

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