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港口设备电气自动化技术的应用与探索李翔宇

发表时间：2021/8/10 来源：《中国电力企业管理》2021年4月作者：李翔宇

[导读] 随着科学技术水平的不断提高，自动化的发展在各领域的生产中都基本得到实现。电气自动化技术在各领域得到了广泛的应用，特别是在港口设备电气运行的过程中的应用。加强港口设备电气自动化技术水平的提高，有利于促进港口的建设和发展。

浙江海港独山港务有限公司李翔宇浙江省嘉兴市：314050

摘要：随着科学技术水平的不断提高，自动化的发展在各领域的生产中都基本得到实现。电气自动化技术在各领域得到了广泛的应用，特别是在港口设备电气运行的过程中的应用。加强港口设备电气自动化技术水平的提高，有利于促进港口的建设和发展。本文对港口设备电气自动化技术进行了分析，对PLC技术的发展进行了阐述，并且分析了港口电气自动化技术在港口装卸机械、港口装卸机械港口胶带运输机及港口无人化技术的应用。
关键词：港口设备；电气自动化；应用探索
        1港口电气自动化技术的概述
        就国外的港口电气自动化技术而言，其关键技术主要有数字化的调速驱动系统、交流变频化、自动流程控制、自动调度管理及无线数据通信等，其中的变频调速技术，以20世纪70年代的连续运输装载机械及20世纪80年代的全变频技术为基础，在不断的技术革新下发展演变而来，在现代港口电气设备的运行以及管理等多方面发挥着重要的作用。随着该项技术的不断发展完善，港口电气设备的运行及管理水平不断的提升。电气自动化技术中的可编程逻辑控制器PLC的发展及完善，极大了促进了现代港口自动化技术的发展。PLC利用数字化或者模拟式的方式完成数据的输入及输出，实现对各种类型机械或者生产过程的控制，该技术在现代港口的管理及运行中具有一定的发展空间，在一定程度上减轻了工作人员的工作任务量，提高了现场作业人员的工作效率，为实现真正意义上的港口电气自动化奠定了基础。
        2港口设备电气自动化技术的应用探索
        2.1供电系统数字化结构的应用分析
        港口供电变电站是综合利用了计算机网络监控系统，以及GIS控制设备，数字化变电站项目的主要由间隔层、设备层和站控层等组成，功能作用是设备连接、信息收集和电能输入出。第一，站控层。港口变电站的站控层是控制层，由路由器、计算机和人机交互设备等构成，该层功能是监测和控制，对运行过程中的异常情况发出警报。如变电站发生了技术方面的问题，则人机交互设备、计算机等均可记录，并做出响应和处理，将处理结果反馈给远程控制中心，为上级变电站解决问题提供有价值参考依据。第二，间隔层。港口供电站中间设备层为间隔层，设备主要有测控单元、继电器和母线保护。因为间隔层的功能是保护、连接和监控，在电能转换中起着纽带作用，测控单元负责记录传输信息，传至站控层。继电保护操作在间隔层上完成，初步检测故障、闭锁操作。第三，设备层。在港口供配电场所中，设备层一般为一次设备、就地控制柜等，从整体情况来看，目前有两种设备，即输入设备和接收设备。设备中的高压电显示闭锁装置，在检测高压电路是否带电上具有重要的作用。而VD装置在避免电气设备带电操作、线路事故等方面，具有重要作用。
        2.2港口门式起重机中的应用
        为了提高港口起重机的稳定性，将PLC技术成功应用到了门式起重机中，PLC技术的应用彻底杜绝了港口门式起重机在使用频繁时出现的灵敏性降低甚至失灵的情况发生。在实际的操作过程中，门式起重机的操作人员在控制主令控制器的同时，实现了对所有的联锁电路、过压电路、以及过流电路等的相关电力和输外接端口、PLC输入的有效操作。在此种情况下，只要PLC的输出端信号显示是直流24V，就能确定门式起重机相对的PLC外围输出信号是正常的工作状态，其能够合理的驱动小型化继电器装置线圈，在小型继电器运行时，触发接触器线圈，系统就能在各个机构的影响下进入启动工作，从而进入工作模式。

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        2.3智能润滑系统的应用
皮带运输系统是港口自动化的关键设备，皮带机滚筒和驱动机构的减速机需要干油润滑。皮带机运输系统的皮带机较长、范围广，使得各润滑点较分散、间距大，传统的单线、双线干油润滑系统不适应润滑要求，故往往采用手动润滑。智能润滑系统由于单向供油压力高，供油量可监控，实现了间距大、润滑点分散的干油润滑，代替手动润滑，可以满足皮带机润滑点的润滑要求。润滑周期开始时，PLC先启动润滑油泵，润滑油泵将润滑油桶的油吸入油泵内，然后加压送到主给油管线内，主供油管上的压力传感器实时监测供油压力，当检测到主供油压力达到设定值时，给PLC送信号，PLC向各现场各个分油箱发出供油命令。现场各个分油箱收到供油命令后，分油箱中总线控制器根据传输来的命令控制相应的电磁供油器打开。分油箱中总线控制器每次只能开启一个润滑点的电磁供油器。该润滑点的流量定量传感器在线计量该点的实际给油量。当润滑泵液位低时，向PLC发出信号，PLC启动补油泵，补油达到上限位置时停止补油。当工作油泵工作异常时，智能润滑系统自动启动备用泵并发出报警信号。
        2.4在胶带运输机当中的应用
        在以往的电气自动化控制系统当中，胶带运输机当中的控制系统为分布式的控制结构。从整个控制系统的构成来看，该控制系统由控制站点、现场控制设施和现场检测设施所共同组成。这种方式虽然也能够对胶带机的工作状态进行全面而细致的控制，但是由于各个控制模块之间相对较为分散，一旦其中的某个控制模块出现问题，很有可能会导致整个控制系统的瘫痪。另外由于分散式控制结构当中所涉及的元件较多，在维修工作当中存在着一定的难度。以PLC为基础的胶带运输机控制系统，充分实现了系统的集成化管理，整个控制系统全部在监控中心当中运行，监控中心内部包含监控服务器、监控屏幕以及监控人员，当设备出现异常工作状态时，工作人员能够对胶带运输机的异常工作状态进行快速响应，进而对其进行优化调整。这种PLC控制系统以TCP/IP协议为基础，通过以太网来完成控制指令的传达。以太网是目前传输速率最快的方式，但是受到距离的影响较大，如果控制中心与设备之间的距离过远的话，会给控制信号的传输带来一定的阻碍，因此现场技术人员在实际工作中要对集中控制装置和数据交互与通信之间的距离进行控制。如果受到现场条件的限制，控制中心的传输距离大于1100m时，需要在控制系统当中加入中继器，这样才能够充分提升数据交互工作的时效性，对设施设备进行精准的控制。
        3 PLC技术的发展
        PLC技术在我国的我国港口电气自动化的发展过程中有着很高的使用率，PLC技术拥有操作简单的优势，其编程方式同传统技术相比显得更为简单，同时PLC技术还有着传统技术无法实现的丰富功能。但PLC技术最大的优点却是它拥有最高的性价比，这意味着厂商能够通过最少的资金实现最高的效果。PLC技术的一项重要优点也是传统技术无法比拟的，其可以实现自带负荷，这就使得其能够实现驱动设备的功能，在港口的实际操作中，PLC技术经常被用于不同的设备中，如，港口胶带运输机、港口集装箱桥式起重机和港口胶带运输机等。
        结语：
        现如今我国的沿海港口事业的发展已经走出了初级探索阶段正在向新的阶段迈进。尤其是货物吞吐量的发展程度更是远远超过了人们的想象，这就要求必须要进一步深化发展港口业，在发展中强化对港口设备电气自动化技术的有效应用符合时代发展的要求，所以要重视起我国港口机械设备的自动化应用内容。
参考文献：
[1]谢庆海，孙银增.机械设备电气工程自动化技术的应用研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2015，（6）：96.
[2]王军.港口设备电气自动化技术的应用与探索[J].黑龙江科技信息，2015，（28）：79.
[3]马波，高建川，张虎鹏.机械设备电气自动化技术的应用研究[J].科技展望，2016，26（9）：114.