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摘要：在港口运行中，对机械电气系统的可靠性进行分析，需先对引入的 PLC 控制系统进行全面了解。PLC控制系统在实际应用过程中取得了较好成效，因此，技术人员须重视港口机械电气系统的改善，以此来进一步提升港口机械的整体作业效率，保证港口机械电气系统运行的可靠性，更好地满足港口的发展需求。
关键词：港口机械；电气系统；可靠性设计
1 机械电气设备配置要求及工艺特点
门座起重机作为重要的港口码头装卸机械，其主要由起升、行走、变幅和旋转几部分组成。抓斗作业采用的是两套起升机构进行作业，抓斗开合作业方便维修，且两套设备机构完全一致。这种设备可根据换装索具需要实施抓斗、吊钩等作业，积极开展空间立体作业，提升设备生产效率、速度和机动灵活性。这种特殊的机械工艺特点提出了相应配套电气设备的安全要求: 设备制动、起升要求机械设备开关、变压器和电动机等满足各项要求; 由于起重机作业属于户外活动、露天作业，工作环境较为恶劣，易受气候环境因素影响; 三维作业存在较大随机性，要提升电气安全控制系统保护功能、显示报警和故障诊断功能。
2 PLC 控制系统在港口机械中的应用分析
2.1 PLC 控制系统的概述与优势分析
在 PLC 控制系统中，主要是利用可编程的存储器，从而完成内部程序的运算、控制和操作等指令的发送，利用输入或是输出数字控制机械操作来完成生产过程。PLC 系统相当于微型的计算机，主要构成部件为 CPU、电源、功能与通信模块、存储器及接口电路等。在 PLC 实际运行过程中，需要先进行输入采样，如：各种限位开关、极限开关、速度、压力等信号。然后再执行相应的程序，最后才能完成输出刷新夹断过程。将 PLC 控制系统在港口机械中进行应用，能够有效的降低传统起重机运行过程中高能耗问题，有效的降低电能的消耗量。同时还能够提高起重机的工作效率。这主要是由于应用PLC 控制系统时，能够针对起重机实际运行环境来随时调整电机负载，大幅度提升起重机工作的效率和精准度；也可根据不同工况自动控制港口装卸机械的机构动作，这对港口经济效益和环保效益的提升具有极为重要的意义。
2.2 港口机械中 PLC 控制系统的应用与前景分析
将 PLC 控制系统引入到港口起重机控制系统中来，可以以起重机输入点和输出点作为根据来执行相关的操作指令，从而实现起重机控制、调速、正转和反转等功能。而且配备有 PLC 控制系统的起重机，在收到指令信息后能够及时将控制信号发送至变频器中，有效的提高起重机的工作效率。随着 PLC 控制系统近年来变频调速技术的不断改进和完善，港口起重机无论是运行速度还是升降速度都有较大程度的提升，能够更好的满足港口实际工作的需求，特别是实现了对运载车限位、起重机升降限位及电机的有效控制。目前市场需求的不断增加，这也使 PLC 控制系统种类更具多样化，因此港口机械在进行 PLC 系统改造过程中需要选择适宜的 PLC控制系统种类，针对系统的工作原理、设备特性及控制器功能等多方面因素进行综合分析，以便于能够更好的满足起重机的实际运行要求。另外，还需要构建抗干扰系统，有效的对 PLC 控制系统运行时的干扰因素进行控制。
3改造实例分析
3.1起重机改造方案
一般门座式起重机都是采用绕线式电机，本文实例中的门座式起重机也是采用绕线式电机。技术人员首先要将绕线式电机改造为变频电机，同时经过改造之后的 PLC 系统具备了自我诊断功能，在落实改造方案时，技术人员还要采用交流变频调速和 PLC 程序进行控制。
3.2 港口机械电气系统设计
港口中门座式起重机的电气系统包含了照明、传动等功能，在实际完善中，引入 PLC 控制系统不仅可以保证港口机械运行的安全性和可靠性，而且机械中的电磁装置在运行时也不会受到其他因素的影响，极大促进了港口机械的综合发展。在设计方案时，技术人员还要重视 PLC 控制系统自身机型的合理选择。在选择系统机型时，技术人员除了要考虑港口机械电气系统自身的购置成本以外，还要考虑到实际的使用性能。这样才能够做到有针对性地根据实际工作环境来选择调速方式，更好满足当前区域的港口机械电气系统运行。
3.3基于 PLC 控制系统的起重机控制系统
对起重机控制系统进行改造时，技术人员要将工作重心放在起重机的起升结构、PLC 程序控制以及辅助系统的设计上。须对传统门座式起重机的起升结构中存在的问题进行具体分析，比如: 传统起重机运行中造成的能源浪费、运行成本高等问题，并在此基础上引入可以控制矢量的变频设备。在 PLC 程序设计中，技术人员还要将起升制动器根据当前实际运行情况进行适当完善，确保在实际运行时不会出现运行故障。同时，在 PLC 程序控制上，技术人员还要保证控制器的选型与 PLC 配置合理的情况下，绘制出 PLC 运行流程图( 如图 1 所示) ，并在此基础上设置抓斗控制，使起重机的运行可以符合设置的实际参数。对相关辅助系统进行改造时，技术人员可以从操作台、安全保护装置等方面入手，保证改造后的起重机复制系统可以更好地发挥其作用，确保港口机械电气系统的安全可靠性。
图 1 PLC 运行流程图
4可编程控制器展望
可编程控制器应向高性能、大容量发展，门座起重机中的 PLC 输出容量若可直接驱动接触器线圈，必将简化控制电路，降低故障率。随着科技的不断成熟，PLC 价格将不断降低，这将加速 PLC 在工业中的普及。增强可编程控制器的联网通讯能力，使可编程控制器能与个人计算机及其他智能控制设备之间交换数字信息，形成统一的整体，实现分散控制和集中管理。
结束语
总之，我国港口货物运输量不断增加，使得港口的机械化进程也在不断提升。虽然在港口机械设备中引进了很多先进的技术手段，但由于港口机械的电气控制系统相对比较落后，导致生产效率水平难以提升，因此选择引入 PLC 控制系统，进而满足港口多元化、高水平发展的需要。
参考文献
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论文作者:张志刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/12
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