摘要：随着科学技术水平的不断提高，自动化的发展在各领域的生产中都基本得到实现。电气自动化技术在各领域得到了广泛的应用，特别是在港口设备电气运行的过程中的应用。加强港口设备电气自动化技术水平的提高，有利于促进港口的建设和发展。本文对港口设备电气自动化技术进行了分析，对PLC技术的发展进行了阐述，并且分析了港口电气自动化技术在港口装卸机械、港口装卸机械、港口胶带运输机及港口无人化技术的应用。
关键词；港口设备；电气自动化；PLC
1港口电气自动化技术的概述
目前国外的较为先进的港口电气自动化技术的关键技术在于数字化的调速驱动系统、自动流程控制、无线数据通信以及交流变频化等。这其中的变频调速技术的基础，是世纪七十年代的连续运输装载机械和上世纪八十年代的全变频技术，在这两项技术的铺垫下不断地进行完善改进从而有了现在的港口电气自动化技术，也正是这项技术让现代港口电气设备的工作效率提升了数倍。伴随着港口电气自动化技术快速发展，港口电气设备的管理水平和运行速度都有了很大的提升。可编程逻辑控制器 PLC 是电气自动化技术中的关键技术，也正是编程逻辑控制器 PLC 的不断发展和完善，在很大程度上提高了现代港口自动化技术的发展速度。PLC技术通过模拟式或数字化的形式实现数据的输入与输出，从而实现对多种机械的控制功能，此项技术在现代港口的运行和管理方面有很大的发展空间，其可以在很大程度上减少工作人员的工作量，从而提高了整个港口的工作效率。此外，可编程逻辑控制器 PLC 的成功应用给实现真正的港口电气自动化打下了坚实的基础。
2 PLC 工作原理
PLC 的工作流程主要包括输入采样、用户程序的执行和输出刷新。在输入采样的过程中，应该首先完成数据的输入，数据的扫描和读取输入由可编程控制器完成，并在 I/O 映像区中进行存储。如果输入状态为初始状态，那么应该保障脉冲信号宽度比一个扫描周期大，否则会导致输入数据信息不能读取的问题。在用户的程序执行过程中，PLC 扫描顺序是由上至下，也就是常见的梯形图顺序[1]。逻辑运算以扫描顺序为基础，PLC 对于结果的判断依靠相关运算结果。输出刷新以一定的顺序在输入采样和用户程序执行中进行，能够在电脑中实现刷新数据的存储。
3 港口设备电气自动化技术的应用
3.1 港口集装箱桥式起重机中的应用
装卸桥电气系统中，可编程逻辑控制器的网络化趋势较为明显，数据交互频率的提升，也对设备性能提出了更高的要求。信息共享系统的组成，离不开电气自动化技术与系统驱动器的完美融合。其中的状态数据、控制指令和给定信号等，能够提升设备关联控制的高效性。在港口集装箱桥式起重机中应用电气自动化技术，能够及时发现驱动器内部故障，并由专业人员制定针对性解决方案，提升设备运行的稳定性，防止出现重大安全事故。将机械设备运行相关参数设置于驱动器内部，能够确保技术输出的稳定性，储存故障历史信息，为故障预防与解决提供保障。与此同时，对于设备相关实际参数的统计，比如制动器累积工作次数、机构运行时间、吊具开闭锁次数和接触器动作次数等，能够帮助工作人员及时获取设备运行状况，保障设备的高效运转。尤其是人机友好交流界面可以由 CCMS 提供，对于系统运行状况可以进行实时监控，实现了 PLC 数据与系统远程站的信息共享，确保工作人员能够获得全面而可靠的系统网络数据。在此过程中，光缆转换器的运用十分关键，是系统进行精确控制的关键设备之一。
3.2 港口胶带运输机中的应用
港口胶带运输机能够监控港口控制系统的运行状况，是保障港口工作顺利进行的重要设备。尤其是随着 PLC 向 PCC的发展，以 PLC 集中控制系统为基础，实现了工业电视系统与调度电话系统的有效融合，使得监督控制网络性能更加完善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆灵活运用 PLC 控制系统，是确保胶带输送机稳定运行的关键，可大幅提升运输生产的效率。另一方面，港口胶带运输机的运行故障也会大大降低，确保港口工作的连续性。分布式控制结构应用于全口皮带输送机的电气自动化系统中，实现了现场控制系统与集中控制系统的建立。其中，现场控制系统又包括了控制站、检测装置和现场控制装置；集中控制系统又包括了监控中心、服务器设备、站点密钥和操作员设备。在 TCP/IP 协议下，设备由中央控制室进行集中控制，以太网的运用，增强了与现场控制站之间的数据交互效率。如果控制站的通信距离在 1200 m 以外，为了满足数据整合交互的需求，需要在连接以太网的基础上，实现中继器的合理设置。
3.3 港口龙门起重机中的应用
装卸运输货物，是港口工作的重点内容，其装卸效率决定着港口贸易的发展水平。为此，需要利用电气自动化技术，对港口龙门起重机进行优化与升级，促进其运行效率的提升，降低故障发生的概率。旋转机构、起重机构、行走机构和变幅机构，是龙门起重机的主要组成部分。在抓斗操作的过程中，对称的开合机构共同组成提升机构，能够有效保障打开与闭合的效果。与此同时，在龙门起重机的运行过程中，其配套设备的运行状况也是影响其工作效率的关键因素。尤其是随着港口贸易的增加，龙门起重机的操作变得越来越频繁，只有保障接触器、变频器和开关装置等设备的良好性能，才能够满足设备的频繁启停需求[4]。为了利用电气自动化技术对龙门起重机性能进行不断优化，需要以三相异步电动机为基础，对操作机构进行驱动，驱动模式的选择可以根据需求不同，选择单独式和接头类型。在驱动龙门起重机的过程中，电流的合理分配依靠隔离开关装置实现。回路由直流电源控制，PLC 输入可以通过操作主机指令控制器来实现，包括超驰电路、过压电路和互锁电路等。由于直流电源电压值为 24.0 V，因此 PLC 输出信号也为 24.0 V，能够有效驱动小型继电器线圈，促进触点启动相关操作机制的启动。电气自动化技术的运用，是提升龙门起重机劳动强度与运行效率的关键。
3.4 PLC 技术与变频技术的融合
为了促进港口起重机的电气化发展，可以将 PLC 技术与变频技术进行结合。以数字化技术为基础，实现变频操作模块的建立，变频控制机械的过程中，还需要实现全数字矢量技术的运用。起重机负载可以由变频技术进行调节，提升软件设计科学性的同时，良好控制变频操作。有效控制矢量，并调节机械设备运行的相关参数。尤其是起重机中 PLC 软件的应用，能够有效发挥变频技术的功能，在其负载中加强变频器的使用，可以提升 PLC 技术与变频技术的融合效果。比如在某港口门式起重机的应用中，应用 G7 变频交流调速系统实现了全数字矢量控制，加上增量式脉冲编码器的运用与 PLC 的有效控制，使其运行效率与稳定性得到大大提升。PLC 中有信号输入后，速度的控制由变频器完成，并向运算模块反馈信号。在起升机构上升时，应该严格执行相关命令，使 PLC 控制和变频控制状态保持一致。当主控制器频率与输出频率一致时，能够保障接触器良好吸合。减负限位保护、增中副限位保护、风速限位保护和超载联锁保护，是 PLC 与变频技术在门式起重机中保护控制的主要形式。以当前起重机的运行状况为依据，采用不同的保护形式，确保机械设备的良好运行。
结束语
近年来科学技术迅速发展，经济水平也在迅速提高，高科技的产生和运用都给我们的生活和工业的发展带来了巨大的帮助，给我国得社会和谐稳定发展做出了不可磨灭的贡献。电气自动化技术在我国港口的大面积应用，是我国的现代港口建设走向了自动化、智能化以及大型化，电气自动化技术为我国的现代港口建设提供了巨大帮助。
参考文献
[1] 杨子谊，胡克 . 港口设备电气自动化技术的应用与探索 [J]. 百科论坛电子杂志，2018（17）：360.
[2] 张占海 . 港口设备电气自动化技术的应用与探索 [J]. 建筑工程技术与设计，2018（22）：4465.
论文作者:马作钊
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/27
标签：港口论文; 技术论文; 电气自动化论文; 设备论文; 起重机论文; 龙门论文; 数据论文; 《城镇建设》2019年第12期论文;