浅谈港口机械电气自动化技术与控制

浅谈港口机械电气自动化技术与控制

张斌哲

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摘要：随着科学技术的发展， 我国的电气自 动化技术有了很大进展， 并在港口机械设备中得到了广泛的应用。 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： PLC工作原理   PLC 技术  控制技术  电气自动化

引言：在港口设施设备的控制终端应用电气自 动化技术， 对设施设备运行效率的提升有着重要的作用， 并且能够在根源上提升港口设施设备的性能， 是我国未来港口建设与发展的重要技术举措。 在当今港口事业的发展与建设过程中， 港口设备电气自 动化已经成为了港口事业发展的主要发展趋势。 在与港口事业有关的设备操作过程中，电气自动化的应用也越来越普遍， 目前任何设备的操作离不开电气自动化技术的支持和帮助。

1 关于 PLC 的工作原理

PLC 工作原理主要是： 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。 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。2 PLC 技术在港口 机械电气自 动化中的应用PLC 在港口 机械电气自 动化中占有非常重要的地位，优势主要表现在可以降低人工劳动强度， 提高生产效率，而且还可以提升设备的稳定性。

2.1 PLC 分析

PLC 是可编程逻辑控制器的英文缩写。 PLC 主要是利用储存器来执行用户的指令， 它是通过数字和模拟的方式来对机械设备进行控制的。 PLC 的性能优势具有多元化的特点， 通过在机械设备中应用 PLC 使得操作变得更加简单。 PLC 编程语言比较简单且耗时较短，同时编程程度所受限制因素较少， 用户可以按照自 己的需求安装操作系统。

2.2 PLC 技术在港口 机械机电气自 动化中的应用

2.2.1 PLC 技术在港口 门式起重机中的应用

在港口 门式起重机中应用 PLC 技术可以使起重机长期保持稳定的状态，可以避免操作失灵或灵敏性突然下降的情况。操作人员在实际操作中只需要在主令控制器中控制好 PLC 的输入、输出， 并控制好相关的电压和电流。 当PLC 输出端信号显示 24V 时，表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， 这时可以触动接触器线圈中的小型继电器，使设备内部中的各运作机构开始运行。

2.2.2 PLC 技术在港口 集装箱桥式起重机中的应用

港口 集装箱桥式起重机中 的电气系统不仅分布的范围较为广泛， 而且数据呈现交互性的特点。 将 PLC 技术应用 到该系统中 ， 可以使系统更加完善， 有助于实现关联设备的高效性。 在港口 集装箱桥式起重机电气自 动化技术中应用 PLC 技术， 可以保证 PLC 数据的准确性并对系统中出现的故障问题进行合理的分析， 技术人员可根据这一分析， 加强在日 常工作中 的故障排查， 提高机械设备运行的稳定性。 在驱动器内部输出重要的参数，使 PLC 有效存储设备的相关信息， 为技术输出奠定良好的基础。 PLC 技术还可以实现数据的共享， 形成准确、完善的网络系统数据， 提升控制系统的准确性和操作人员的高效性。

港口区域大型机械电气自动化控制设计

3. 1 可编程逻辑控制器在港口电气自动化中的应用

可编程逻辑控制器在港口电气自 动化控制中的应用能更好促进港口自动化、 现代化发展。 可编程逻辑控制器采用一系列可编程存储器， 能实现对港口运作各类数据信息的有效存储、 逻辑运算、 顺序控制， 并通过数字或者模拟输入、输出操作来控制各类机械设备的生产。 结合现代港口运行发展实际情况， 可编程逻辑控制器在港口固定机械、 流动机械系统控制管理中得到了广泛的应用， 降低了相关人员的工作强度。（1） 可编程逻辑控制器在港口门座起重机中的应用。门座起重机是当前港口码头工作常用的装卸机械， 主要由行走、 旋转、 起升等部分组成， 具体操作中比较繁杂， 对电动机、 变压器、 接触开关的使用提出更高要求。 门式起重机的各个结构能够联合驱动， 司机操作主令控制器的可编程逻辑控制输入端口， 在外部信号干扰系统正常工作的时候， 可编程逻辑控制器会输出 24V 的直流信号， 实现自动启动。 可编程逻辑控制器在港口门座起重机中的使用有效降低了工作者的劳动强度， 提升了港口工作效率。（2） 可编程逻辑控制器在港口胶带运输机集控系统中的应用。 港口胶带运输机集

控系统安全性、 可靠性直接影响港口运行发展的经济效益。助可编程逻辑控制器能够实现对港口胶带运输机集控系统的综合保护和集中控制， 特别是可编程逻辑控制系统和调度电话系统、 工业电视系统的结合， 能够打造一个完整操作、

调度的网络， 从而实现对整个港口胶带运输机集控系统的遥控， 提高港口货物运输效率。（3） 可编程逻辑控制在港口除尘方面的应用。 对于输送煤炭资源的港口， 在其间堆放的煤炭随风扬尘变化会带来一系列环境污染问题。 这类环境问题的一般治理方式是应用高压喷枪定时洒水清理， 一方面能够防止粉尘的飞扬， 另一个方面在夏季的时候降低煤堆温度、减少煤炭自燃现象。 可编程逻辑控制在港口除尘中的应用能够在确保除尘质量的基础上实现对洒水操作的及时控制， 降低港口除尘工作强度。 可编程逻辑控制系统可以通过分布式I/O 结构的应用实现对整个上位机操作画面的控制和监督，帮助相关人员更好的了解泵房内部水泵的工作状态、 系统压力、 水池状态等， 为港口顺利生产和运行提供重要支持。

3. 2 散货装备自动扫描与控制技术

在散货装卸作业中， 针对料堆的堆型分布、 最大和最小高度进行实时监测至关重要， 在此基础上还应严格遵守有关规则展开计算， 只有这样才能够更加科学合理的确定后续操作的作业参数。 以往上述数据都是通过估测和肉眼观察的方

式来获取， 部分数据在获取的过程中采用了摄像机等工具。在此基础上形成的数据严重缺乏精确性， 很容易受人为情绪、时间、 气候等客观因素的影响， 人为失误会导致数据形成较大的误差， 故此在实际操作的过程中容易引发各种严重的事故， 如船体受损、 堆场地面损坏、 沉船以及翻船等。 所以，在港口散货装卸作业中合理应用料堆轮廓自 动检测技术至关重要， 而在这一过程中， 有助于设备自动化的实现， 包括斗轮堆料机、 卸船机和装船机等。 根据激光测距原理， 将目标定位系统安装于抓斗卸船机和斗轮堆取料机中， 可以将其检测器件的功能充分发挥出来； 将激光扫描仪安装于装船机中， 能够更加高效的实现目标检测作业。（1） 抓斗卸船自动化扫描与控制。 2 个偏转镜安装于 TPS 内部， 激光由激光器发射出来， 在两级偏转镜反射的基础上， 会在物体表面映射出来， 在此基础上对激光进行反射， 最后会被激光接收器所接收。 在精密检测的过程中， 需要对于反射光与出射光之间形成的时间差进行充分的计算， 并精确掌握激光器与物体之间的距离。 在对第 2 级偏转镜进行充分应用的过程中， 可以在利用目标物体的基础上促使激光产生 2 维连续性扫描， 同时科学测量目标表面各点之间的距离， 物体三维位置数据在各点反射激光的距离和角度基础上可以更加精确。

结语

总之， 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]张伟.浅谈港口机械电气自动化技术与控制[J].石河子科技,2022(03):49-50.

[2]杨旭东.浅析港口机械电气自动化技术与控制[J].中国设备工程,2022(09):228-230.

[3]邓浩.港口机械电气自动化技术与控制研究[J].湖北农机化,2020(04):184-185.