基于PLC控制系統在港口機械的應用探究

陸惠杰

摘 要：PLC擁有高水平的機械電氣控制穩定性與可靠性，它已經被廣泛應用于各個工業生產操作領域中。文章主要以港口機械應用為主題背景，探究了PLC在這一方面的相關技術控制應用。

關鍵詞：PLC控制系統；港口機械；貨物起重控制

中圖分類號：U653.92 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）24-0149-02

Abstract： PLC has a high level of mechanical and electrical control stability and reliability， it has been widely used in various industrial production and operation areas. Based on the background of port machinery application， this paper probes into the application of PLC in this field.

Keywords： PLC control system； port machinery； cargo hoisting control

改革開放以來，我國對外貿易量逐年攀升，港口吞吐量規模也呈現持續擴大發展趨勢，這就意味著港口運輸生產工作對高機械性能設備的運用需求越來越大。傳統港口中部分機械設備多以電氣控制與繼電器、接觸器關聯控制模式為主，其控制系統結構非常復雜，運行效率也不盡如人意。所以本文提出了PLC控制系統就希望實現對傳統港口機械設備系統的有效改造，提高港口機械生產運作的安全可靠性與穩定性，提高企業工作效率。

1 港口機械生產體系中采用PLC控制系統的應用前景

早期的港口生產體系引入PLC控制系統是希望通過它來操控港口起重機控制系統，將起重機的輸入及輸出點作為重要的生產動作執行操作指令，實現對起重機的速度、正轉與反轉等功能有效控制。同時，PLC還能聯系變頻器對控制系統中的控制信號進行接收與處理，全面提高起重機的實際工作效率。從基本控制功能來看，PLC結合變頻器的控制信號處理功能十分強大，它能夠自由控制港口起重機的升降速度，滿足港口實際工作需求，特別是它對于運載車限位的影響和對起重升降機限位的影響非常之大。

就目前來講，港口機械生產體系中不僅僅單純只有起重機需要運用到PLC控制系統，而且PLC控制系統的種類也在不斷增加，結合系統工作原理、設備特性以及控制器性能的創新生產設備越來越多，就比如說港口貨物的傳送搬運控制系統，它其中還加入了抗干擾系統，能夠更為合理的運用PLC控制系統展開港口生產工作，保證生產流程流暢合理。可以見得，PLC控制系統在港口機械生產設備領域中的應用越來越豐富，它的未來發展前景無限可期。

2 PLC控制系統在港口機械生產設備中的具體應用

如上文所述，PLC控制系統在港口機械生產設備領域中已經具有一定滲透程度，像貨物起重設備、傳送設備都已經應用到PLC控制系統，并發揮了良好的生產功能應用作用，下文將主要闡釋結合了PLC控制系統后的這兩種設備在實際應用中的相關技術要點。

2.1 結合PLC控制系統的港口起重生產設備技術應用

（1）港口起重生產設備的基本概述。起重設備是港口生產體系中的重要環節，它負責對貨物的有效搬運，像門座式起重機就是目前港口機械生產中比較常見的起重機類型，它通過繼電器和接觸器相互關聯作用形成綜合化控制體系，同時也采用到了以串聯形式連接的電阻式電機調速模式。如果港口生產工作量較大，起重設備陷入到超負荷作業狀態中時，它的故障問題就會頻頻出現，此時采用PLC控制系統對其進行改造可有效避免故障狀況頻發。

（2）港口起重生產設備的技術應用。一般情況下門坐式起重機都會采用到繞線式電機，如果引入PLC控制系統后應該將繞線式電機改為變頻電機，并應用PLC控制程序取代原有的電氣控制系統，這樣可滿足起重設備在一旦陷入故障困擾時能夠及時開啟自檢功能，第一時間對設備故障進行簡單檢查與維修。簡言之，就是要在起重設備中選擇應用交流變頻調速系統與PLC控制系統程序，二者共同作用以提高起重機的實際作業效率。

在起重設備的電氣系統設計部分，則結合門坐式基礎在電氣系統中還加入了照明、傳動、監控、供電以及遠程控制等等功能部分，在PLC控制系統的全局引導與功能發揮背景下，起重設備的運行效果更加穩定，其機械設備內部的電磁制動裝置也不會在起重設備運行過程中受到任何負面影響。在具體的設計方案中就涉及到PLC控制系統機型選擇問題，一般來說要結合購置及維護成本來選擇起重設備，保證它的基本模塊中所有基本功能健全。另外要保證在PLC系統控制下實現對變頻調速方式的技術優化，為港口中實際的貨物起重運輸作業奠定好前期技術基礎，選擇最合理的變頻調速方式。

最后，根據生產需要，有必要對起重設備的電氣系統部分進行改造，一般來說改造部分主要集中在起重設備的起升機構和變幅結構方面，必要時還要對它的PLC程序控制及其它輔助系統進行深度改造。還以傳統的門坐式起重機為例，它的起升結構本身是存在一定技術弊端的，因為它屬于高耗能結構，在實際生產運作過程中會消耗大量成本，而且由于生產工作頻率相當之大，極易出現各種故障，難以解決。所以在改造過程中應該在起重設備中安裝矢量控制變頻器，并配合PLC程序設計對起重設備中的升降機結構進行改良，保證在實際作業過程中不會出現任何溜鉤故障出現。另外在變幅結構的改造過程中，一定要考慮到變幅設備機構的相關控制應用，結合參數設置來優化結設備結構的功能保護措施，明確變幅機構控制的有效性，精確設置起重設備中各個結構的相關參數，驗證控制器選型結果，然后繪制PLC運行流程圖。比如在抓斗局部控制設置方面，應該結合抓斗工況，結合起重設備運行狀況來設置相關參數，配合PLC系統控制實現自動開斗控制與閉斗控制，實現輔助系統全面改造。在改造以后，設備的操作臺、安全保護裝置等等輔助系統在性能優越性方面都有所改善。另外針對PLC控制系統技術背景下的起重設備改造調試也很重要，它需要對起重機的外觀、電氣絕緣局部位置及電源柜進行全面分析，全面證明起重設備的實際生產作業效率提升水平，確保在改造后的起重設備在生產運行方面更加穩定高效，起重設備的故障發生率也有所降低，如此可確保PLC控制系統能夠發揮其應有的功能作用[1]。

2.2 結合PLC控制系統的港口傳送生產設備技術應用

（1）港口傳送生產設備的基本概述。港口傳送生產設備及傳送帶控制系統，在當前，它也融入了全新的PLC控制系統，在傳送工作效率方面有所加強，滿足了港口傳送機械控制智能化、自動化終端要求。在機械傳送系統中的PLC控制系統就應用到了基本單元、擴展單元和相關其它關鍵工業軟件。另外它的基本單元中還加入了擴展單元I/O模塊、模擬I/O模塊、通信模塊以及特殊功能模塊等等。軟件方面則用用到帶有PLC控制系統控制功能的創新開發配套軟件程序。

（2）港口傳送生產設備的技術應用。傳統港口傳送生產設備通過傳送帶負載壓力來控制傳送量，主要傳送煤炭、集裝箱等等貨物，它的運行基本原則為應載負載，普通的港口傳送帶設計中就采用到了4條皮帶運輸，結合4臺電動機帶動共同運營。

在控制啟動方面，它會首先啟動1條皮帶機，但伴隨短時間延遲。隨后再啟動第2臺電動機，經過短時延遲以后再啟動第3臺電動機。如果皮帶出現任何故障，皮帶機前端就會停止運行，無法再繼續裝卸貨物。針對該功能要結合PLC控制系統進行技術改造。下文主要介紹在融入了PLC控制系統以后的改造后傳送帶技術應用要點。

首先，改變傳統中傳送設備的單動循環模式為往返循環，并實現連鎖控制功能。在單動循環被正常觸發以后，循環功能無法被啟動。再一點，如果循環功能在被被動觸發情況下，它的單動功能必須要通過PLC控制系統加以抑制。其次，單動控制系統需要用手動模式開啟，這也是希望實現PLC控制系統的人性化控制。第三，如果任何一條皮帶出現故障，則需要停止與其相鄰的皮帶，然后啟動第三條皮帶。等待故障完全解除以后，再對故障皮帶進行復位，隨后啟動與故障皮帶相鄰的皮帶正式開始工作，最后再延時啟動剩余兩條皮帶，恢復到正常傳送設備的全員正常工作狀態中。如圖1。

結合控制面板還要對港口傳送生產設備的PLC軟件進行設計，解決傳統傳送設備中所存在的步序控制問題，保證貨物傳送漸進過程。主要來說，就是要在步序控制方面完成單序列控制與選擇序列控制、并行序列控制3種傳送設備控制工作內容，配合PLC編程處理來解決傳送帶中所存在的正轉與反轉復位問題。最后對結合PLC對港口傳送生產設備進行調試處理，主要調試其硬件電路與軟件設計相關模塊。這里可采用在線測試模式，一旦發現不符合要求的傳送系統內容就要進行及時調整與檢修，保證傳送設備始終處于良好可控狀態[2]。

3 結束語

就當前來看，在港口生產體系中運用基于PLC控制的機械設備已經非常常見，它利用到PLC強大的邏輯編程與控制功能取得了不錯的生產成效，實現了對傳統設備不利問題的改造，特別是在起重設備與傳送設備中發揮了不小作用，為我國未來港口生產領域整體效益提升提供了強有力的技術支持。

參考文獻：

[1]陳春華.基于PLC控制系統在港口機械的應用分析[J].科學與信息化，2017（30）：19，21.

[2]王福軍.港口傳送機械PLC控制設計[J].中國設備工程，2018（1）：213-214.