崔璟琳

（烟台港集团有限公司，山东 烟台 264000）

可编程序控制器在港口自动化中的应用研究

崔璟琳

（烟台港集团有限公司，山东 烟台 264000）

全球经济一体化趋势的不断推进，使得国际和区域交流日益密切起来，其中港口作为交通运输的重要枢纽和对外交流的重要窗口，其重要性日趋凸显。同时信息化时代的到来，也使得港口自动化水平得到显著提升。在港口自动化过程中，可编程序控制器的作用是毋庸置疑的。因此文章首先简要概述了可编程序控制器的概念及其主要特点，接着探究了可编程序控制器在港口门座起重机自动化中的具体应用，最后对可编程序控制器未来的发展方向予以了展望。

可编程序控制器；港口自动化；应用

计算机技术的发展催生了可编程序控制器，其一经问世就受到了人们的广泛关注，并迅速在工业领域崭露头角。可编程序控制器采用的是微处理器系统，能够实现相关信息数据的收集、传输和处理，极大地实现了工业领域的信息自动化水平。可编程序控制器在工业领域的优异表现，也使得其应用范围日渐扩大。在港口工程中，引入可编程序控制器显然是可行的。其能够实现港口相关数据信息的自动化交换，带给港口更高的效益和全新的发展方向。因此探究可编程序控制器在港口自动化中的应用是十分必要的。

1 可编程序控制器的基本概念和主要特点

可编程序控制器诞生于20世纪60年代，其是基于微处理器的基础之上，将计算机、通信、互联网和自动化控制等技术综合到一起的一种新型的工业控制装置。可编程控制器自引入我国以来，就开始在各个工业生产领域中得到广泛应用，并显著提升了传统工业装备水平以及技术能力。随着全球经济一体化的不断发展以及信息技术的进一步更新完善，可编程控制器也必将得到完善和发展，并更好地服务于我国国民经济的发展和工业生产的发展。

可编制程序控制器之所以在我国工业领域得到广泛应用，和其众多优势不无关系，具体体现在：第一，其系统构成较为灵活，易于进行扩展，具备着丰富的I/ O接口模块。其显著特长体现在开关量控制模式上，并可以持续地进行回路控制，还可以和上位机共同形成一个复杂的控制系统，进而全面实现工业生产的综合自动化。第二，用户使用起来较为便捷，编程也较为简单。大部分的可编制程序控制器多采用的是简明的梯形图。因此不需要计算机专门知识，且有利于缩短整个系统的开发周期，便于现场直接进行调试。此外，也可以在线对部分程序进行修改，将相应的控制方案进行适当的更改而无需将硬件进行拆除。第三，可编制程序控制器具备较强的运行环境适应能力。其整体故障率相对较低，且可以对故障现象进行自我诊断并予以显示，便于快速定位故障点并运用更换模块的办法来将故障现象进行快速排出。同时整体维护工作量较小且便于维护，抗干扰能力显著，可靠性不言而喻。第四，可编制程序控制器的硬件配套齐全，功能强大，性价比极高，且体积较小，能耗也相对较低。在一些较为复杂的控制系统之中，运用可编制程序控制器能够有效降低继电器的使用数量，进而对开关柜的体积可以有效缩减。同时其配线也远低于继电器系统配线，也就能够在一定程度上节省配线和相关的附件，降低材料成本以及安装接线工时。

随着信息自动化技术的快速发展，可编制程序控制器也不断得到发展，并衍生出越来越多的类型。因此在工业生产领域中，应结合工业生产实际和自动化系统特点，合理选用适宜的可编制程序控制器，进而全面发挥可编制程序控制器的重要功效。

2 可编制程序控制器在港口自动化中的应用实例分析

我们以港口门座式起重机系统为例，重点探讨可编制程序控制器在该系统中的具体应用。

2.1 门座式起重机系统基本工作原理

（1）门机结构。门座式起重机也可以称之为门机，其广泛应用于当前的港口工程中。其运行方式为有轨运行，且采用的是臂架型移动式来实现港口工程中的相关装卸作业。门机自身具备十分优越的工作性能，同时其所包含的起升机构、变幅机构、旋转机构和行走机构等四大机构也具备着独特的构造，其运用转盘式的回转支承装置，以及滚动元件来实现转台的安装方式。

（2）起升机构的工作原理。将两套独立卷扬装置布置在机房内技能够单独工作，亦可以实现共同协作。前部卷扬的主要用途是连接四索抓斗的绳索，后部卷扬设备则用来连接支持绳。卷筒则是用来储备，并完成卷绕钢丝绳工作。钢丝绳运动方式为直线运行，通过电动机回转动力来传递。在起升结构内部安装驱动装置，用以作为驱动动力，其工作原理是：手柄呈现零位时，相序保持正常状态且正常运行。一般来说，当起升允许升降的时候，证明起升处于良好运转状态中，无故障现象。

（3）回转结构的工作原理。在机房前部配备两套驱动装置（立式电机、制动装置以及行星减速装置）。当行星减速装置旋转时能够产生转动能量，用以实现降速效果。并且低速轴和门架大齿圈齿轮齿合能够发挥旋转运动功能。回转结构的工作原理为：当回转主令呈零位，相序和风速仪均保持正常状态，回转正常，松开手刹，行走处于停止状态，合上零位并锁住，然后保证脚踏位置正常情况下转档左旋；需转档右旋时，回转脚踏到正常位置再进行右旋。

2.2 可编程序控制器在起重机系统中的应用

（1）回转系统的控制要求。第一，由于港口处于特殊的邻水环境，港口通常潮湿并且多污泥。这就要求回转系统的轴承必须要拥有很强的密封性能，且使用寿命应和门机起重机持平。第二，由于回转大轴连接位置需要开展机加工，需要具备足够大的过渡圆角，同时应运用热处理来对应力进行有效消除。确保轴承的表面是平直且无翘曲现象，刚度适宜且不存在透光现象，真正实现精加工。第三，能够实现360°全能回转，整个回转的实现要借助变频电动机以及行星减速装置来予以支撑。

（2）PLC系统I/O分配原理。第一，如果风速达到了22m/s的时候，则YF6电接风速仪会立即发出报警信号。此时电机会自动跳闸并且停止旋转运动。通常可以运用轮装式探头的风速仪。第二，PCI1002-CHR起重机的超载限制器和压电式传感器相互连接，超载限制器可以实现PLC的信号输入。如果门机的额定起重量为40T，在起重机工作状态下，一旦起重物体的重量超过了10%，则超载限制器就会将超载信号发出至PLC，进而实现对超载现象的有效控制。第三，选用热敏电阻来作为电机的过载监测器，其主要是运用电阻及数字随温度升高而增加的原理。一旦温度超过了最大限额，则电子电路可以将其进行有效检出，以便于采取措施进行应对。

（3）PLC控制系统流程。门机主要是借助变频器所反馈回来的信号来有效控制回转速度。而PLC就充当了重要的连接功能，并在控制手柄后实现对变频器的有效控制。

（4）PLC元件组合。门机的旋转电机选用的是变频调速三相异步，1～100Hz变频范围的工频电压为380V。依据实际门机运行过程中对于转速的需求，可以选用YZP2系列，即可以实现1475r/min的转速需求。对于PLC系统可以选用简单可靠的安装即可，诸如需要14输入和6输出的，可以选用24输入和16输出的设备即可。对于门机的具体装卸任务，PLC可以通过对电路的有效控制，通过信号输入以及相关的程序运算来实现旋转系统的相关指令和动作。

3 港口自动化中可编程序控制器的未来发展趋势

3.1 实现PLC控制网络技术

可编程序控制器有着很强的数字计算能力，也能够实现较强的数据管理能力。譬如在散货码头上，可以利用集中控制和分布控制两个控制系统来对控制整个港口。PLC控制系统具备实效性高、安全可靠以及容错能力强等优势，只需要一个控制主机即可实现整个系统的运算，并通过分布系统来连接和控制所有网络通信及信息数据，大大提升了港口信息通信的自动化水平，并且通过工控管理网络还可以实现港口各部门间的互联互通，提供相关信息数据给管理人员，真正做到PLC的现场管控功能，并推动港口自动化逐步朝向高效率和高可靠性的方向发展。

3.2 实现PLC的实时监控和在线管理功能

PLC系统在港口自动化中的应用，可以利用其实时监控系统来对港口现场作业相关设备予以全面控制，从结构上可以将其分为硬件设备和软件系统两大部分。硬件设备中主要是用以安装PLC控制系统，用来采集和整理设备作业作业运营过程中的数据信息，并与上层管理系统加以连接，实现相关数据的向上传输，完美地和管理系统进行组合；软件系统则主要是监控系统，并由此生成相应的应用系统，主要用于有效组织相关数据库，及时对作业现场的各种故障现象进行报警处理，并参与到港口生成运营的全过程当中，另外，在线管理系统则肩负着保障港口操作人员安全的职责。

总而言之，可编程序控制器是目前生成作业当中一种常见且有效的控制装置设备，自其诞生之日就备受人们的关注。随着信息技术、自动化技术等不断发展，可编制程序控制器也得到了飞速的发展，并能够实现生产和信息管理的完美结合。可以说，这种微型化的控制系统已然成为工业生产领域中的重要系统之一，其在港口自动化中的具体应用，将其各种功效得到更为完美的展示，进一步拓宽了其应用范围。

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