浅谈可编程控制技术在港口自动化电气系统中的应用

浅谈可编程控制技术在港口自动化电气系统中的应用

伯绍杰赵堃

烟台港集装箱码头有限公司山东省烟台市264000

摘要：可编程控制技术主要通过编程控制器来实现工业自动化管理和控制，相对于传统的工业控制技术而言，该技术大幅度提高了工业管理的自动化水平和控制效率。港口管理中涉及到了多种电气系统，管理人员开始将可编程技术应用在其中，旨在提高管理系统的自动化程度，本文则从理论基础出发详细分析了此过程。

关键词：可编程控制技术；港口自动化；电气系统；应用方式

引言：可编程控制的研发和应用源自于美国，应用此技术的管理人员只需要在系统中输入程序，便可以完成对成产工艺和自动化控制系统的改变，具有接线简洁、操作工艺容易掌握、灵活性较强、可靠性较强等优势，因此，被广泛应用在了港口自动化电气系统中，提高了港口的生产效率和稳定运行程度。

1.可编程控制技术概述

1.1可编程技术的理论原理

编程控制器是可编程技术应用的核心及载体，尽管市面上的控制器类型较为丰富，但是其制作原理和运行系统相差无几，主要构成元件包括主机、接入口、输出口、电源、扩展接口、设备接口。编程控制器通过反复扫描循环的方式来获取控制设备信息，并不断刷新设备的动态信息和输出状态，每次周期性扫描过程可以分为采集样本、执行程序、刷新信息三个环节。在采集样本环节中，控制器可以读取输入端子所传递的信息状态，在执行程序环节按照扫描顺序进行相应运算，并获取其运算成果，随后控制器将会将输出信息通过继电器、晶体管等装置传送到输出锁存器中，进而实现对控制设备的管理和自动化操作，实现对港口电气系统发热智能化和自动化和控制和管理[1]。

1.2可编程控制程序

可编程控制技术的应用需要编程程序的支持，而编程程序的编写需要结合控制系统的实际要求，编程程序主要应用编程中各种元件的动合和断触点来实现对电气系统的控制，常见的编程元件有继电器、定时器、计数器等。编程程序中的元件设备和传统元件没有过多差别，主要包括线圈和触电功能，但是这些功能都会通过储存单元逻辑的形式展现出来，这点和传统继电器和系统元件有所区别。

为了满足生产企业在工业管理上的多方面要求，大部分编程控制器生产厂家会在其中添加程序语言和指令语言，进而实现对电气设备和管理系统的良好控制，例如，梯形图语言的应用可以简化操作过程和控制方式，相当于继电器的动合和触点功能；而指令语言则可以将指令通过助记符的形式展现出来，这种编程语言类似于计算机的汇编语言，尽管展示形式比梯形图较复杂，但是却为控制管理人员的操作和记忆提供了便利条件[2]。

2.可编程控制技术在港口自动化电气系统中的应用

2.1可编程控制技术在港口门机管理中的应用

门式起重机是港口运营中的主要机械设备，其操作过程主要可以分为主勾、复勾、启动大车、启动小车几项环节，通过行驶、旋转、起升等动作完成对自动拆卸工作，起重机的运行原理和操作流程比较简单其容易掌握，机械的内部结构也偏向于简洁化，仅仅通过单一的中型编程程序便可以实现对该设备的自动化管理和控制。在起重机的可编程控制程序中，各个元件之间主要通过三相异步机实现驱动，此编程程序中还包含了变压器、电源、控制开关等设备。

在港口门机管理中，需要注意的是门机的应用具有较大的不确定性，并且工作环境较为恶劣，因此，其控制系统中需要添加多种保护功能，同时还要能够配合其他编程控制系统完成整体的港口运行工作。门式起重机需要完成多种启动动作，相应的，编程控制程序需要具备对多种启动动作的有效控制，例如，主勾操作要包含上升和下降两种动作，其中的下降动作还包括电动控制、反接控制、再生控制等，编程程序需要确保管理人员可以通过编程控制器实现与断路器、操作手柄、点击综合保护器、继电器、报警设备的有效连接，进而通过可编程控制技术实现对门机系统的管理。为了避免由于管理人员操作失误导致的错误危险现象，设计人员还可以在编程控制程序中添加保护设置比闭锁系统，进而通过编程控制器实现对继电器的保护和控制，添加了该系统后，港口门机装置可以在达到限定位置后自动中断，进而避免意外事故的发生，如果系统出现可重复送电的现象，门机装置没有处于复位状态，也无法进行进一步操作，同时编程程序还可以具备自动复位、过流、中断等功能，真正实现了对门机系统的自动化和智能化管理，在提高管理效率的同时确保了港口的运行质量[3]。

2.2可编程控制在港口胶带传输管理中的应用

在港口胶带传输系统中应用可编程控制技术及其编程程序实现对传输过程的集中监控和调试，并且实现对运行系统的综合保护。例如，通过可编程技术，管理人员可以将系统中的集控功能、远程控制功能、调度功能、通信功能、视频监控功能整合在一起，让各项管理和调度工作都可以结合在一起进行，在提高管理控制效率的同时，减轻管理人员的工作量。在编程程度的指导下，胶带传输系统中的遥感、遥控、遥测功能能够被整合在一起，大幅度提高胶带传输运行的安全性和稳定性，减少港口运行商在人力资源上的投资，并且全方位的监控和管理能够及时发现存在于传输系统中的问题，并采取相应的解决方式，提高解决故障的效率。

港口胶带传输的自动化系统主要包括现场控制和集中控制两种，管理人员可以通过可编程控制技术建立分布控制系统，并将自动化管理和控制系统分为控制站、控制设备、检测装置。其中集中控制系统需要具备监控人员、工程师、操作员、服务人员等基本职务，现场控制系统和集中控制系统之间的连接则通过无线网络和有限数据来实现，两种控制系统都需要通过各类传感器和控制器来采集数据或传递信息。在编程程序的引导下，集控系统可以完成数据采集、设备监管、处理运输系统等多项工作，并且能够在确保操作人员和运行设备安全程度的同时，简化管理控制流程[4]。

2.3可编程控制技术在港口除尘管理中的应用

在港口运营过程中，比较容易出现粉尘和意外事故，因此，港口运营商需要做好港口的防尘工作，降低意外事故的发生频率，同时也为工作人员的安全提供了保障。港口的大部分面积被各种电气设备及货物占据，因此，管理人员很难通过人工监督的方式来确保港口的安全程度，较为容易滋生各种安全隐患。在传统的港口管理系统中，经常应用的除尘方式是喷枪洒水，这种方式能够减少灰尘数量，但是却需要大量的人力资源支持。

而可编程控制技术中的防尘系统可以实现自动化管理，管理人员可以通过监视器了解并分析港口的扬尘数据，并掌握水泵的工作状态，检测除尘数据、泵房数据、控制数据等，并通过自动控制系统实现自动检测、自动除尘、自动报警等功能[5]。

结束语：总之，在港口电气系统中应用可编程控制技术，可以实现对多种自动管理和控制功能的整合，因此，港口运营商需要结合港口规模和运行要求，完善现行的管理制度和系统，通过先进的编程技术和程序实现对电气系统的自动化管理，在提高港口运行效率的同时，提高运营商的经济利益和社会效益。

参考文献：

[1]王成龙.电气自动化技术在矿山中的应用[J/OL].电子技术与软件工程，2017，（10）：138（2017-07-04）.

[2]詹建超.可编程控制技术在港口自动化电气系统中的应用研究[J].科技创新与应用，2014，（17）：32.

[3]张泽慧.城市下穿隧道泵站自动控制及远程监控系统的研究和实现[D].西南交通大学，2014.

[4]王仁波.基于PROFIBUS现场总线的钢管修磨生产控制系统的研究[D].东北大学，2015.

[5]刘兰军.船载近海赤潮藻自动化生化分析工作站电气控制系统研制[D].中国海洋大学，2015.