港口设备电气自动化技术的应用探析

王新

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

近年来，我国经济发展越来越好，对外贸易总额有着明显增长，港口经济的发展也很明显。港口经济在发展的时候需要使用到各种设备，港口设备在推动地区经济发展的过程中具有很大作用。港口设备的运行关系着港口的经济发展水平。电气自动化技术的使用将更好地优化港口环境，进一步提升港口设备的运行水平，有助于港口设备的正常使用。本文重点分析了港口设备的电气自动化技术，希望给一些人员建议和帮助。

1 PLC

PLC属于数字化运算操作系统，港口设备在运行的时候要合理地使用PLC，PLC中加入了编程技术，该技术和其他技术相比具有明显优势，操作更加灵活和方便，操作起来更加方便，使用也更便捷，PLC使用的是顺序扫描方式和不断循环式，也就是PLC系统的控制中心能够结合运行情况，把数据信息编制并储存到用户存储器中，然后依照相应的指令来扫描，如果没有跳转指令，那就要按照程序依次开展，不断地循环进行。PLC编程的运用范围很广，功能多样化且强大，越来越成为工业自动化的重要设备。PLC系统的支持下能够更好地管控不同类型的设备及生产过程，进而达到设备运行的自动化效果，进行控制，进一步降低故障设备方式危险的概率，提升设备的运行效率。

2 港口设备电气自动化技术的运用价值

近年来，我国在港口设备上没有投入太多的技术，这就造成了港口设备的自动化水平不高，与发达国家存在较大距离。自动化水平不高，这直接关系着港口设备的生产效率，现在已经难以满足港口进出贸易的发展要求。港口在经济建设上具有重要作用，港口要发挥其自身作用，那就要提升港口设备的自动化水平。电气自动化技术在一定程度上表现了生产力的发展情况，把自动化技术运用在港口建设中，这将更好地提高港口设备的自动化水平。港口设备借助电气自动化技术能够全自动地控制设备的运行，特别是PLC的使用，工作人员能够在短时间内处理各种工序，大大节约了时间和投入成本；其中，港口设备在具体操作的时候，工作人员要结合具体的工作要求，使用不同的模板，进一步提升设备的兼容性，港口电气设备也就能够在不同条件下生产，提升港口设备的运行效果。

3 推动港口设备电气自动化技术的使用

3.1 改变港口设备的建设理念

港口设备中电气自动化技术的使用需要较多资金与人力资源，这样可以更好地提升港口运行质量和效果。港口要从根本上其运行效率与安全，那就要推动港口设备的电气化，有关部门要改变自己的观念，不能把经济利益放在首位，而是要考虑港口的长远发展。部门员工要意识到港口设备电气自动化的重要作用，给予人力和物力的支持，确保港口设备电气自动化的有序开展。

3.2 学习先进港口的优秀经验

港口设备的电气自动化在使用的时候会涉及较多技术，这需要工作人员克服技术难关，进而解决容易出现的问题，要学习已建成的现代港口的经验。发达国家在使用港口设备电气自动化的时候会遇到一些问题，这需要工作人员认真总结和分析，防止类似问题的发生。

3.3 运用先进的管理技术与手段

港口设备的电气化技术比较繁杂，港口部门在使用的时候要强化不同部门的联系，不仅要对之前的设备进行电气自动化改造，还要优化其管理技术，这样就能够更好地达到港口设备的运行要求，还要建立更加完整的企业管理制度，确保设备运行的平稳与安全，提升设备的运行效率。

3.4 提高港口基层人员的专业能力

基层人员的专业能力直接关系到港口部门的正常运行，港口设备电气自动化的时候需要努力提高工作人员的专业基本功。港口设备电气自动化的时候需要加强基层人员的技术本领，从而更好地达到港口设备电气自动化的要求，提高电气自动化技术在港口设备运用效果，推动港口的高质量运作。

4 港口设备电气自动化技术的具体运用

4.1 电气自动化技术运用于港口传送带运输机中

近年来，我国的进出口贸易总量越来越大，港口需要处理很多货物，要真正地提升货物的流通效率，传送带运输机具有关键性作用。传送带运输机在运作的时候容易遇到故障问题，这关系到货物能否正常传输。通过电气自动化技术，有助于增强传送带运输机的质量，提升运输机的生产效率。传送带运输机中使用PLC系统，这个系统包括控制站、控制装置和现场设备、服务器、监控器、操作器和控制器等。传送带运输机在使用的时候，需要安排控制站去分析设备的运行情况，并把监测结果上传到控制中心，让控制装置来控制整个设备的运行，集中控制器仅仅对中央控制器、PLC系统和通信系统起作用，进而完成传送带运输机的远距离管控，大大节约了运输费用，提升运输效率。

4.2 电气自动化技术运用于港口门式起重机中

门式起重机属于桥式起重机的一种类别，桥架借助两边支腿支撑在地面轨道上，分为门架、大车、起重小车以及电气等部分，经常用来装卸货物。门式起重机的工作范围大、适应面广和通用性较强，经常运用于港口货场中。门式起重机中使用电气自动化技术可以提高设备的运行效果，防止设备出现其他故障问题。PLV技术的辅助下，操作人员仅仅控制设备就能够控制全部电路与输入输出设备。比如，PLC系统对外输出信号和PLC系统一致的时候，那就可以确定门口式起重机的性能，还要判断其信号是否正常，达到实际工作的需要。除此之外，门式起重机中使用PLC技术能够智能地管控小型继电器设备，小型继电器在运行的时候可以触碰接触器线圈，进而达到设备的自动化运行。

4.3 电气自动化技术运用于港口桥式抓斗起重机中

桥式抓斗起重机主要用来卸铁矿石、煤等大宗散货，通常将设备安装在港口的码头岸边。这些年来，我们国家港口进出口贸易不断增加，这对桥式抓斗起重机有着更高的要求，港口部门提升起重机的高度、运转速度和外延距离，港口部门在工作的时候，为了提升桥式抓斗起重机的运行质量，这就要结合PLC技术的逻辑编程，促进数据交互网络化的改变。PLC系统中使用可编程序的存储器，用来计算内部存储逻辑、控制顺序、定时、计算等，通过数字的输入与输出，有效地控制起重机，保障它的安全运行。除此之外，PLC技术的支持将更好地建立共享的信息系统，它能够有效地分桥式抓斗起重机运行数据，然后把数据汇总到控制中心，从控制中心发送指令给操作装置，进而达桥式抓斗起重机的自动化。

5 港口设备电气自动化运用于新型港口中的情况和未来发展

电气自动化技术最后是为了达到无人化程度，港口部门的装卸系统中设备比较广，不同系统的数据交流较多，数据间的关系比较复杂，这时候需要工作人员分析和处理系统数据。自动控制系统、自动调度管理和光纤数据通信经常运用在港口部门。进口码头是属于无人码头，码头使用全新自动化桥式抓斗卸船机，通过抓取散货船上的货物，然后安排无人化皮带系统和堆取料机驾进行运输。码头内部使用无人化管理模式，中控区则使用智能的港口管理系统，码头地面根据要求，设置相应的光电感应元件，通过光纤管线传输至中央区，接通港口管理系统。

大船到岸前要把装船数据保存到控制系统上，中央控制室获取装船信息后就可以了解大船铁矿石的位置，中控员工通过指令来抓取矿石。卸船机抓斗操控要在根据指令抓起矿石后，把矿石放在码头面皮带，传输到相应的堆场后。无人化堆取料机把矿石堆到其指定地点，完成好全部工作。无人化技术运用在港区的大机设备上，矿石的吞吐量相比具有明显不同，码头运行成本大大降低，码头安全生产管控水平也将大幅提升。见图1。

图1

6 电气自动化技术的优化措施

6.1 自动控制流程的优化

港口部门要解决这些问题，需要提升港口设备的自动化水平，不断改进设备的不足之处。第一，要规划好港口自动控制流程，这将更好地提升电气自动化水平，还可以给港口带来更多机会。通过大量分析和研究，可以发现，港口设备在使用的时候处于半自动化程度，不仅能实现自动控制功能，还需要人为操作。半自动控制技术运用在单台机上比较便捷和有效，要实现大面积的集群控制和全天候的生产活动，仍然要面对许多困难。这是因为自动化控制程序不严谨和规范，电气自动化控制较简单，通过远距离的控制，使用分布的结构，做好现场控制工作，从远处开展自动化操作，通过一些程序设计来实现港口设备的自动化运行。港口部门要提升其自动化控制水平，在设计的时候，就要使用PLC技术，做好远程控制工作。PLC控制技术运用在工业生产过程中可以取得很好的效果，抗干扰能力也较好，程序更加简单，设计的时候能够降低开发难度，有助于港口设备的自动化控制。第二，港口还要使用先进的CPS技术，把水平运输装置放在更准确的位置，通过吊具来装卸设备，还要充分运用北斗导航定位技术，定位冗余检测运输装置。其中，港口部门要使用标准的装卸技术，吊具中具备锁记忆功能，把握港区双箱装卸过程中双箱的距离，进而减少吊具中锁距大小，也可以减少消耗。

6.2 升级控制算法

港口电气自动化技术在发展的时候，因为港口的设备主要是硬件。港口部门在控制相关设备的时候需要掌握想要的算法，算法属于软件方面的创新，工作人员在工作的时候要考虑算法的特点，采取不一样的算法。自动化控制系统中PID控制算法比较普遍，工业上经常运用这种控制算法。可是PID控制算法的滞后性比较明显，工作人员在使用的时候要考虑信息纠偏问题。港口机械设备在自动化控制的时候仍然存在一些问题，这容易导致施工现场的混乱，影响施工现场的运输水平，甚至出现精度不够等现象。故工作人员在优化算法的时候，要结合PID来展开模糊控制工作，或者运用智能的PID控制形式，收集自动的运行信息，具体观察和分析各项数据，进一步提升港口设备电气自动化技术的控制质量。

7 结语

总而言之，港口设备的电气自动化技术运用将更好地适应时代的发展，进一步促进港口经济的发展，促使我国经济的腾飞。港口设备电气自动化技术在使用的时候要有效地运用好PLC技术，进而有效地控制港口设备，确保港口设备的安全与稳定，避免港口设备故障的出现，还可以节约一大笔设备运行费用，进一步提升设备的运行效果。结合港口设备的自动化发展情况，港口部门要认真分析电气自动化技术手段，努力提升港口设备的全自动水平，利用先进的自动技术来管理港口设备，促进港口经济的长远有效发展。