高长益

摘  要：文章主要是对电气自动化设备在港口的应用进行研究，PLC的应用是港口电气设备走向自动化的关键。本文首先对PLC的发展进行了分析，然后对PLC技术原理和优势，以及港口设备电气自动化关键技术进行了介绍，最后对目前港口设备中电气设备产品类型进行了阐述。

关键词：电气设备;自动化;PLC

中图分类号：U653 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）33-0181-02

Abstract： This paper mainly researches on application of electrical automation equipment in port. PLC application is key to automation of port electrical equipment. Firstly， this paper analyzes PLC development， then introduces PLC technology principle and advantage as well as key technologies of port equipment electrical automation， and finally， expounds the types of electrical equipment in port equipment at last.

Keywords： electrical equipment; automation; PLC

引言

随着自动化技术不断的发展，使得工作和生活越来越便利。港口是大型集装箱运转区域，为了能够为客户提供快速、安全的货物中转运输，这需要使用大型的电气设备才能完成。自动化技术在港口电气设备中应用，使得操作人员工作环境、工作效率和安全性大幅度提升。随着港口电气设备自动化应用经验不断积累，将会使港口越来越多的电气设备实现自动化。由此可见，加强港口电气设备的自动化技术研究，不仅可以提升工作效率和安全性，同时还能够促进自动化技术的发展。

1 PLC的发展分析

任何产品的生产和开发，性能和成本是两个主要考虑的因素。PLC技术不仅具有强大的功能，快速、准确的实现设备的自动化控制，而且其技术目前已经非常成熟，使得成本也较低。因此，当采用PLC技术可以通过采用较低成本投入获得高性能的自动化控制系统。此外，PLC技术相较于其它技术而言，编程更加简单、操作方便，对于操作人员的技术要求非常低，同时PLC采用的模块化、集成化设计，用户可以根据自身的功能需求选择功能模块，从而实现电气设备的自动化控制目的。此外，PLC的连接非常简单，只需要进行简单的外部连线即可，降低了系统连接的复杂性，提升了运行的安全性和稳定性。

2 港口设备电气自动化技术概述

2.1 港口设备电气自动化关键技术

目前在国内外港口电气设备中应用最广泛的自动化技术主要有变频调速、无线数据通信、PLC技术等。其中变频调速技术主要是根据设备的工况来调整运行速度，能够实现节能降耗，这是未来自动化电气设备发展必然趋势。无线数据通信是现场采集的设备运行工况与控制中心的信息交互，是实现电气设备自动化控制的基础。PLC可以实现对现场电气设备的控制功能，将港口多个电气化设备进行集中化管理和控制，操作人员只需要在控制中心通过计算机来对现场工作设备进行控制，降低了操作人员的工作强度，提升了工作效率，是实现港口电气设备全自动化的关键技术。

2.2 PLC工作原理及优势

图1为PLC的基本结构，其主要包括输入单元、输出单元、微处理器、储存器、电源等。首先编程器或者其它编程设备根据功能需求对PLC进行编程，然后将编辑的程序输入至PLC中，并保存至储存器中。电源单元主要是为整个PLC提供运行所需的电源;输入单元是外界信号输入的窗口，外界输入信号经过输入单元传输到微处理器，微处理器根据程序逻辑进行分析处理，然后对结果进行判断，判断结果将会刷新数据的存储，最终判断结果会通过输出端元传输至相应的控制单元。

图1 PLC基本组成结构

由于港口工作环境的特殊性，有许多情况不适合人工操作，这就需要使用自动化电气设备，通过远程的操作来实现复杂环境设备的自动化工作，由此可见，电气自动化设备的应用是港口发展的主要潮流，而PLC在港口电气化设备的应用有着天然优势。根据上述分析可知，PLC技术主要有以下优势：

（1）编程简单。PLC比其它技术的编程难度更低，过程更加简便，大幅度的降低了编程所花费的时间。

（2）操作性灵活。PLC不仅编程简单，而且还可以现场对设计的程序进行调试，缩短了调试所需要的时间。此外，操作方便，对于操作人员的技术要求非常低。

（3）技术成熟。PLC正是由于其具有的强大功能，目前在各个领域中都得到了广泛应用。而且PLC技术已经很成熟，市场上PLC的类型也非常多，其采用的模块化、集成化设计，可以根据功能需求，自由选择最为适合的功能模块，而且成本低。

（4）设备功能扩展丰富，PLC模块化、集成化的设计，可以将许多功能模块通过集成化技术有机的融合，大大的拓展设备的功能。

3 电气自动化技术在港口设备中的应用

3.1 港口门式起重机电气自动化

门式起重机是港口使用最为频繁的电气设备之一，门式起重机可以对大型货物进行灵活起降和搬运。传热的门式起重机需要人工通过遥控器近距离的进行遥控操作，由于港口工作的复杂性，存在一定的安全隐患。而将PLC技術应用至门式起重机，操作人员只需要在控制室对其进行远程操控即可，可以有效地改善了操作人员的工作环境和安全性。操作人员通过控制系统输入控制指令，PLC接受到控制指令后，根据指令实现对设备相应的操作。此外，通过输入一系列的操作指令，PLC可以控制门式起重机自动完成一系列的动作指令，实现设备的自动化工作，而且还能够通过智能算法程序，实现对设备故障智能化诊断，提升故障诊断的效率，提高设备运行效率。

3.2 港口胶带运输机电气自动化

传统的港口胶带运输机电气自动化系统，通常使用的是分布式控制结构，该系统中的现场控制系统主要包括控制站、现场检测装置及现场控制装置等三个方面的内容，而运输机电气自动化集中控制系统，则主要包括服务器装置、监控中心、现场监视屏、操作员装置及现场监视屏等部分构成，集中控制器一般布置在中央控制室内，在TCP/IP协议下，集中控制装置与控制站的数据通讯及交互工作，主要是利用以太网网络来完成的。

为了确保数据交互的有效发展，在设备的实际操作中，如果集中控制设备与数据通信之间的交互距离超过1200m，除以太网连接外，技术人员还应当在设备中添加一个中继器，以集成数据交互的结果。

3.3 港口集装箱桥式起重机电气自动化

集装箱是港口运输货物的重要形式，为了进一步的降低运行成本，集装箱正在朝着大型化发展，这对于港口的集装箱起重设备的要求越来越高。传统的集装箱桥式起重机需要操作人员进行现场操控，而PLC的应用，可以实现无人化操控，只需要通过PLC技术将远程控制系统与起重机内部的驱动器进行信息交互，从而可以远程对设备进行控制，此外，PLC可以对起重机的各个部件运行工况进行实施监控，对设备的故障进行自动检测，给技术人员维修和保养提供支持。

4 结束语

港口电气设备的自动化不僅有利于提升工作效率，而且还可以改善工作人员的工作环境，可以有效地保护员工的人身安全。在港口建设过程中，电气自动化技术的应用也是必不可少的。电气自动化技术的进一步发展可以为港口建设提供更方便的服务。对此相信通过我们在长期发展过程中积累的经验，将能够为促进港口设备电气自动化的发展做出贡献。

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