黎军

摘 要：当下的港口运行作业方式仍然以机械设备电气控制系统居多，其内部结构复杂，所创造的运行效率极低，同时对于能源的需求量大，在运行过程中容易出现故障。在当今港口装卸工作量持续加大的背景下，这种传统的方式已然不再适用。基于此，文章提出采用更为新颖的PLC控制系统，主要对结合PLC控制系统的港口起重生产设备以及传送生产设备技术应用进行了详细的探讨，该系统具有高度的稳定性，可显著提升机械电气控制系统的效率。

关键词：港口装卸；PLC控制系统；港口机械设备

尽管传统的港口机械可以满足日常作业需求，但这种方式已然落后于时代的发展，其中的门座式起重机运行效率普遍偏低。引入PLC控制系统后，可以对传统的控制系统加以优化，大幅提升港口机械的生产效率，从而促进港口的快速发展，推动地区之间的经济进步。总的来说，PLC控制系统具有显著的现实意义，它已经逐步成为港口生产作业中核心的要素。

1 港口起重机的基本概述

起重机是港口机械设备群中必不可缺的一项设备，它对于港口作业具有显著的现实意义。从类别上考虑，其包含桥式类以及臂架类等多种类型。以臂架类为例，它可在设备所覆盖的区域进行作业，并能完成上空一定高度的作业。受惠于起重机的作用，港口生产逐步进入自动化阶段，所创造的生产效率也在持续提高。起重机对于港口作业的意义显然值得肯定，但在当今港口规模快速发展的背景下，港口吞吐量已经显著上升，此时对设备的智能化水平提出了更高的要求。受环境的影响，传统的电气控制系统已经不再适用，取而代之的则是PLC控制系统。简单来说，PLC控制系统其本质可以视为一种典型的无触点继电器，它可以优化传统的控制方式，从而以智能型计算机控制方式作为运行的基础，具备高度的智能化与自动化水平，可以大幅提升起重机的运行效率[1]。

2 结合PLC控制系统的港口起重生产设备技术应用

起重设备在港口生產过程中必不可缺，它可以实现对货物的搬运。其中最为常见的便是门座式起重机，基于继电器与接触器这两大组件，通过二者相关联的方式可以形成综合型控制系统，加之串联电阻式电机的方式又可提供丰富的调速模式。但需要意识到，伴随着港口作业量的持续加大，此类设备将会处于超负荷状态，在长期的积累下设备将会出现各类故障。而将PLC控制系统运用其中后，可以对其进行良好的优化，显著降低故障发生频率。

2.1 港口起重生产设备的技术应用

纵观各港口的门座式起重机可以发现，其配备的大多是绕线式电机，基于PLC控制系统的作用，可以将其改为变频电机；此外，传统的电气控制系统已经不再适用，取而代之的则为PLC控制程序。如此一来，当起重设备出现故障后将会自动进行检测，从而对设备故障进行排查与修护。换言之，受惠于变频调速系统以及PLC自带的控制程序，其相互作用将会大幅推动起重机的运行效率。

2.2 起重设备的电气系统设计部分

在门座式起重机的基础上，还另行增添了照明、传动以及远程监控等功能，并将其置于电气系统内，在PLC控制系统的作用下完成对上述设备的调控，共同为起重设备的运行提供更稳定的条件。同时，存在于机械设备之中的各类电磁装置依然可以稳定运行，并不会受到负面影响。为了全面提升设备的均衡性，在方案设计阶段应进行全面的分析，选定出最为合适的PLC控制系统机型。通常来说，既要考虑到基本模块的运行效率，又要尽可能减少成本支出。此外，应拟定出科学的变频调速模式， PLC控制系统在实际运行中可以达到稳定高效运行的效果，变频调速模式的优良与否将直接影响港口货物起重运输效率。

2.3 起重设备的电气系统部分改造

改造工作重点围绕起升结构以及变幅结构两大块内容展开，特殊情况下还需要对PLC程序进行深度优化。以门座式起重机为例，受起升结构的制约，设备在运行时处于高耗能状态，这显然不利于生产成本的控制，加之生产工作频率较高，极容易频发各类故障。这意味着在改造时需要引入矢量控制变频器，将其安装于起重设备内，并针对性地制定出PLC程序，提升升降机结构的性能，避免运行时出现溜钩等现象。在对变幅结构进行改造时，应对设备的各个参数展开深度的分析，从而选定最为合适的控制器类型，并对选型结构进行验证，在此基础上绘制PLC流程图。对此，本文以抓斗为例进行分析，其改造工程应充分考虑工况、运行参数等因素，引入PLC控制系统，从而达到开斗自动开启与闭合的效果。当完成改造工作后，不仅会改善抓斗工作效率，还会大幅提升设备操作台以及安全保护装置的性能，整体性能得到良好的改善[2]。

3 结合PLC控制系统的港口传送生产设备技术应用

3.1 传送生产设备的现实意义

港口在发展过程中，逐步从人工作转向设备作业模式，基于PLC技术的深度发展，形成了高精度的控制系统，它在港口作业中的普及程度正逐步提升，常见于各类生产设备之中。基于PLC控制系统，大幅提升了传送效率，与港口传送智能化、自动化的发展需求相适应。对于机械传送系统而言，其PLC控制系统涵盖了各类单元以及相关的工业软件，并配备了I/0模块、模拟I/0模块等各大常见的标准外接模块。

3.2 传送生产设备的具体应用

港口货物量普遍较大，基于传送系统可以完成对集装箱等货品的运输，在传统设备运行模式下，它采用的大多是传送带负载的模式。对于多数港口传送带而言，其均配备了4条皮带，各自对应一台电机，从而实现传送作业。

从控制启动的角度考虑，设备最初只会启动一条皮带机，此时普遍存在短时间延迟现象。一段时间后，将启动第2台设备，再次经过一段时间后方可启动第3台设备，并以此类推。当皮带出现故障后，将会阻碍皮带机的运行，此时装卸货物将停滞不前。基于此现象，可以引入PLC控制系统对其进行改造，具体如下。

（1）对传送设备的运行模式进行优化，即改善了传统的单动循环模式，此时设备以全新的往返循环模式进行运作，在此基础上还配备了连锁控制单元。若设备以循环模式展开运作，基于PLC的控制作用可以有效避免单动功能的影响。（2）单动控制系统无法通过自动化的方式运行，只有通过手动开启的方式其方可运行。当其中某条皮带出现异常后，应及时停止相邻的皮带，待故障全部解决后需要对皮带进行复位处理，此前被迫停止的皮带方可继续运转。（3）以延时的方式启动剩余两条皮带，至此所有传送设备均可以稳定运行。具体如下图1所示：

在控制面板的基础上应围绕PLC展开软件层面的设计，优化传送过程中时常会发生的步序控制问题，确保货物能够以渐进的方式进行传送。具体来说，需要赋予设备实现单序、并序以及选择序列三种运行模式，基于PLC程序提升设备的正转与反转协调性。完成上述内容后需要进行调试作业，具体内容应涉及硬件电路以及软件设计两方面。测试模式较多，此处选择的是线测试模式，它可以准确捕捉设备的异常情况，并对其进行合理的调整，确保传送设备能够处于可控状态。

4 结语

综上所述，港口生产规模持续扩大，传统控制方式的适应性逐步减弱，PLC控制系统正广泛运用于港口事业中。基于PLC控制系统，可以深度解决传统设备异常故障频发、成本较高等问题，对于起重设备以及传送设备的作用更是不言而喻。总体来说，PLC控制系统是港口生产不可缺的灵魂，它具有高度的现实意义。

参考文献：

[1]崔扬.基于PLC的散粮中转流程控制系统设计[D].大连：大连理工大学，2014.

[2]陆惠杰.基于PLC控制系统在港口机械的应用探究[J].科技创新与应用，2018（24）：149-150.