基于PLC的港口機械自動化控制研究

張俸源

摘 要 隨著社會經濟和科技的不斷發展，我國的港口建設已經有了極大的改變，港口自動化控制都是基于PLC技術來實現?；诖?，本文分析了PLC港口機械自動化控制的意義，闡述了港口機械設計制造以及自動化的發展現狀及問題，提出了PLC的港口機械自動化控制對策。

關鍵詞 PLC技術 港口 機械自動化控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）07-0019-03

1 PLC的概述

PLC技術主要組成部分有過程控制、位置控制、生產控制和順序控制等，這些組成部分在港口生產管理中都發揮了重要的作用。運行的主要方式是通過控制設備和PLC處理核心的交流實現對設備的復雜控制，通過其中PLC的交流來進行機械自動化控制保障機械信息交流的穩定性和準確性。PLC技術提升了用戶操作的便利性[1]。PLC可以使用國家標準通信協議的特點使得PLC在市場中可以替代不同品牌的設備，使得PLC產品具有較強的市場開放性。PLC中的通信軟件和計算機有著連接，通過計算機設備的作用不但能夠對一些程序進行翻譯，也能降低設備的操作難度，當PLC操作度降低時也能減小PLC使用人員的專業能力要求。

2 PLC港口機械自動化控制的意義

隨著我國“走出去”戰略的實施，使得港口對于貨物的運輸量逐漸地增強，而機械自動化控制系統較為落后時，將會導致港口機械不能完成基本的工作目標。因此，在科技提升的同時應對港口的機械設備引進和應用PLC控制系統，改善港口機械設備的控制系統中，提升港口工作的效率，實現港口快速發展目標[2]。

在現階段的發展中，我國的多數港口發展建設都應用PLC，實現了機械設備自動化控制的同時也降低工作失誤。PLC的應用理念為以人為本，能夠根據港口發展的實際情況對港口機械的位置進行合理的布置，使港口使用空間和機械設備的運行效率中都得到了極大的提升[3]。其次，PLC的應用也能實現對機械設備運行的自動化監控，在港口機械設備的運行中出現問題時會自動地發出警報，自動化監控系統的應用也能降低港口監督工作中的人力成本。

PLC在港口的應用中雖然發揮著重要的作用，但是應用的過程中還存在較多的不足，應該加強對PLC應用的管理，以此來實現我國港口的持續發展[4]。

3 PLC控制系統在港口機械中的應用分析

通過研究可以得知將PLC控制系統應用在港口機械設備中就是先進行輸入采樣的工作，之后機械設備再對相應的程序進行執行，將這種控制系統應用在港口機械設備中具有的優勢可以分為兩個方面：

第一，能實現機械設備能耗的降低，在港口企業發展中所使用的起重機運行過程中會消耗大量的電能，而將PLC控制系統融入之后就能對起重機電能消耗大的情況進行改善，所以能夠為港口企業發展帶來經濟效益，同時也能帶來較好的環保效益[5]。

第二，對港口工作效率進行提升。在港口機械設備使用過程中需要員工根據實際工作情況進行合理的調整，而將PLC控制系統應用在其中就能根據機械設備的運行情況隨時地進行自動化調整，所以能夠對港口工作效率和質量進行提升。

雖然PLC控制系統的應用有著較多的優勢，但是也存在一定的不足，為了對這種不足進行改善，在近年來發展中也對PLC控制系統的變頻調速技術進行了改進，通過改進再將該技術應用在港口起重機中就能對起重機運行速度以及升降速度的需求進行滿足，也能實現對運載車限位的有效控制[6]。在我國當前的市場發展中PLC控制系統的種類多種多樣，這種情況下為了保障港口企業發展，港口機械在對其選擇時應該對PLC控制系統的工作原理和設備特性以及控制器的功能等進行全面的分析，這樣才能在應用過程中將PLC控制系統的價值充分發揮出來。

4 PLC的港口機械自動化控制的不足

信息時代下，PLC在港口中的應用發揮了有利的作用，因此已經成為很多地方的重點發展方向，但在應用中也出現了一些不合理之處，使得PLC的作用沒有得到充分的發揮。

PLC技術較多，不同的技術起到的作用不同，所以在港口機械設備的自動化應用中應該根據機械所發揮的作用選擇相關的系統以及設備。但實際中，通常是根據以往的原則進行套用，自身存在較大的不足和漏洞，因此在PLC應用中造成安全隱患。由于港口的工作中多數為運輸，使用機械設備頻率較大，機械設備的內部零件搭配對于機械設備的運行效率和穩定性有著直接的影響[7]。在應用PLC時，沒有對設備內部的零件進行良好的調整，可能導致機械設備運營故障，造成安全事故。

5 PLC的港口機械自動化控制的對策

5.1 完善功能設計

在港口企業發展中對自動化技術進行應用時是以機械設備為載體進行的應用，所以是否能合理地對自動化技術進行應用取決于港口機械本身是否能夠實現自動化生產，為了滿足港口機械設備對自動化生產的需求，就要優化和完善機械設備功能，這樣才能更高程度地實現港口機械自動化發展。根據對港口機械設備研究發現，使用的運輸機械設備在運輸工作過程中是要將現場控制系統在設備內部進行連接，之后再由控制中心、現場檢測模塊以及現場控制模塊等來有效連接完成運輸機的運輸工作，這種情況下為了實現機械設備的自能化發展，港口企業就應該合理地使用PLC控制器，使用過程中也要同時進行TCP/TP協議的配合，這樣就能實現膠帶運輸的實時控制。所以，通過對港口機械設備有效的設計，能夠確保港口生產具有更為先進的現代設備[8]。

5.2 加強接線調試

在進行接線工作時，需要明確接線的規范操作，在送電工作之前，需要嚴格檢查電路。當進行回路工作檢查時，首先，需要對圖紙設計進行嚴格的檢查，以此來確保其合理性和安全性，然后要保障現場的各種連線完全地遵循圖紙的要求。在進行連線工作時，必須要嚴格地重視各種電路要求，這樣才能保障回路不會出現任何的短路現象，同時還需要保障在沒有任何的電流和強電路混合的情況下避免由于接線的錯誤導致整個模板的燒毀[9]。

此外，在進行電氣控制柜接線工作時，相關的工作人員需要嚴格地進行兩次布線工作。通常情況下，在進行一次連線時，現場的工程師需要嚴格地按照圖紙的要求來進行連接，如果用反尺寸的線路，那么將會導致設備不能夠滿足其電壓的使用需求，因此會導致設備出現一些安全方面的隱患。在完成一次連接之后，進行第二次連線時，所采用的方式和第一次連線的方式相同。在完成線路的安裝工作之后，還需要進行嚴格的檢查，檢查無誤之后，要對其進行送電和進行一些輸出輸入式的科學檢驗。一般情況下，是選擇十個點進行檢測，然后再進行逐一檢測，檢測過程中，如果出現連線的錯誤時，那么就必須要進行立即的處理。

其次，相關人員要對電氣控制進行科學的調試。首先要對機械結構的設備進行嚴格的檢測，以此來保障電氣控制的緊密性，這樣才能夠做好工作的保護，并避免在進行施工時出現意外事故。在檢查工作完成之后，需要進行手動機械設備的檢測，為了確保檢測的方便性，相關的工作人員可以根據個人的意愿，將手動的模式劃分為更多的環節。在完成所有的調測工作時，要對其精準性進行嚴格的檢測，通常情況下，所選擇控制的參數相對較長，所以需要相關的工作人員有耐心地進行調試，綜合比較更多的參數，然后再選擇最佳的參數。

5.3 改進散貨裝卸

自動裝卸裝置起源于20世紀90年代的荷蘭，在鹿特丹的港口進行了一系列的ETC碼頭的科學建設，使得自動裝卸裝置技術得到了很大的提升。隨著技術的不斷提升，我國香港地區、日本以及新加坡也逐漸地開始引進自動裝卸技術，但是由于每個國家和地區在應用這方面的技術時有所不同，所以針對這種情況，存在很大不同的荷蘭與德國選擇了相同的方式，所采用的方式都是通過人工控制吊具和操作設備控制外集卡裝置。然而新加坡采用了不同的方式，選擇了在堆場內利用高架式場橋，但是由于該項技術有局限性，只能夠在內集卡作業內中應用，所以能夠實現精準定位。日本和我國香港地區所采用的技術是軌道式龍門吊，但是由于在進行裝箱作業時，該項技術只能夠通過大車才能夠實現自動化運輸，而且在裝卸外集卡和內集卡時，需要進行人工作業。高橋二期碼頭屬于我國第一座自動化堆場，所以能夠進行科學的檢測和精準的定位。

其次，在進行散貨裝卸時，需要相關的人員實時監測堆料的最大高度、最小高度以及堆形的分布，在過去進行該操作的分布時，普遍采用的是由現場工作人員根據以往的工作經驗來進行估算，采用這種方式具有較高的局限性，其技術的準確性也得不到保障，在進行人工估算時，也有很多的客觀因素和主觀因素，比如：氣候、工作環境以及工作人員的主觀因素都會對其估算造成一定的誤差，當人口因素的判斷性不高時，就會導致出現更大的判斷誤差，后期裝箱的操作中可導致輪船磨損的現象。所以，在此基礎上，在進行裝卸作業時，需要自動化地掃描貨物。

其一，抓斗裝卸，就是指在具體應用該項技術時，通常所采用的是利用激光掃描技術，我們可以通過利用激光技術來對物件大小和距離進行精準測量，甚至還可以還原物體的表面形狀，同時還能進行窗口和窗體的高度識別，對船艙內物料的具體類型和分布的情況進行檢驗時，可以通過利用屏幕顯示和接收掃描到的信息，來確保工作人員能夠準確、及時地使用該項數據，以此實現后續工作的有序開展，并為工作創建良好的條件[10]。

其二，斗輪堆取，就是指在具體應用該項技術時，通常采用的是利用tps來進行掃描，對該項技術進行合理的應用，能夠準確、及時地了解到安裝的具體位置信息，然后再向運行中心傳輸該信息，并與PLC技術進行有效的結合。通過進行科學的計算，能夠準確地計算出物體的形狀、信息和位置信息等。為了保證能夠在實際的工作中更好地利用該項技術，相關人員還需要在中央控制服務器內傳輸該項技術的數據，確保能夠更加立體地呈現出貨物裝箱的數據信息。

6 PLC的港口機械自動化控制的注意事項

PLC的港口機械自動化控制系統雖然能夠提升港口的工作效率和質量，但是由于機械設備的工作量大，所以為了保障港口機械設備的有效運行也必須做好相應的維護工作，由于港口機械自動化控制對于PLC的應用主要是從系統編程中來進行的，所以在開展相關的維護工作時也要從系統的編程方面上進行維護操作，這樣才能有效地保障港口機械設備的使用。

其次，我國的地域非常遼闊，且不同的地區氣候、地質和水文以及港口的發展情況都不相同?；诖饲闆r，為了實現對我國港口進行更高層次的提升，就必須根據不同港口的發展特點來進行管理工作，這樣才能從實現港口工作模式的合理性中來為港口后續的提升奠定基礎。

7 結語

我國PLC的港口機械自動化控制研究已經取得了較大的成果，在港口對于PLC的應用過程中，由于管理方式和應用方式的不合理使得PLC的作用并沒有有效地得以發揮，為了對這種情況進行改善，基于PLC的港口機械自動化控制的發展就必須從完善功能設計、加強接線調試以及改進散貨卸裝和提升管理工作中來進行，這樣才能從提升港口的機械化發展中來推進我國的港口現代化建設的發展。

參考文獻：

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