試析港口機械電氣安全控制系統設計

李海峰

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

隨著自動化程度的提高和技術的進步，對港口機械電氣設備的自動化要求越來越復雜，對設備的運行安全要求越來越高。需要保證系統運行的安全性和可靠性，又要保證易維護性，這對安全組件的智能設計和選擇提出了很高的要求。

1 港口機械電氣安全控制系統設計要求

在設計港口機械電氣控制系統中，需要了解電控裝置情況，這對于整個港口機械電氣安全控制的穩定運行尤為重要。在選擇系統中，要以各項控制電氣裝置的技術指標為依據，綜合考慮機械電氣安全控制系統的實際功能和抗干擾能力，保證系統運行的可靠性。機械裝置必須以機械動作為切入點，以保證各動作的協調配合。動作的協調必須以機器和控制系統為基礎，了解機械動作和相互協調的使用要求，合理采用不同的方法調節電傳動的運行速度，加強對各運行環節的控制，了解技術指標和經濟指標。應用電氣裝置控制系統，分析工作環境。在設計港口機械電氣安全控制系統時必須考慮外部環境的影響因素。在保證港口機械穩定性和延長設備使用的基礎上，合理科學的設置各項參數，選擇合適的運行環境和外部工況。如果要實際執行設計圖紙，還需要遵循流程的初步設計文件，確保機械設計符合電氣控制系統的使用和標準要求。

2 港口機械電氣安全控制系統設計原則

港口機械電氣安全控制系統在設計過程中，由于范圍比較廣，設計必須嚴格對應初始設計。確保將設計制度及相關要求，將初始設計、概念設計和內容設計融入港口機械電氣控制系統的總體設計，確保設計環節的有效實施。每個環節的設計都需要考慮成本和質量因素。港口機械電氣控制系統設計過程以控制系統的要求為切入點，以確保初始設計符合這一標準和要求。對于電控裝置要根據港口機械實際情況，明確各項設備運行的要求，保證各部件達到合規，方便不同部門的工作和協作，真正為各部件的運行提供優質的服務。從更宏觀的角度看，港口機械電氣安全系統的開發應以機械電氣控制的要求和技術標準為參考。

從目前來看，港口機械電氣安全控制系統大多以機電產品為主，主動了解這個環節。使系統的相關性可以保證港口機械裝置的穩定運行，保證裝置能夠達到經濟技術指標。在設計中遵循這一原則，通過對影響因素的深入分析，提高整體的質量和水平。設計應盡可能簡單明了，雖然設計控制系統是一個復雜的過程，但應該盡量避免在初始設計就達到高目標和高性能，首先要滿足初始階段的要求應用標準。

在系統的初步設計中，要了解設計中遇到的障礙和風險，避免盲目尋找新技術和新工藝，雖然新工藝和新技術可以提高港口機械電氣控制系統運行效率，但與傳統技術相比，使用新工藝的風險相對較高。技術人員需要主動測算風險并控制在最低水平，可以主動選擇比較成熟的技術和系統應用經驗，這些技術都是需要經得起考驗的。風險的存在也為港口機械安全控制系統的應用發展帶來機遇和挑戰。如果將新工藝和新技術融入系統中，極有可能會帶來經濟和生產效益。對此，需要全面衡量和了解設備工藝的應用要求和功能。在設計系統時，要了解產品的運行情況以及運維要求。為保證港口機械安全控制系統運行便捷性和可靠性，需要以提高設備效率為出發點，整合更便于操作的設計環節，了解操作因素，通過提高可用性和性能分析，確保設備性能的使用穩定，進一步延長使用壽命。

3 港口機械電氣安全問題及其原因

在港口機械設備的實際運行中，開關在安裝中可能出現故障，影響設備的實際運行。這種情況的主要原因是開關在開關操作中可能無法與接地壓力和接觸面積達到適當的比例。如果發生這種情況，會導致開關觸點不同。由于電加熱的長期作用，觸點的電阻增加，可能出現觸點損壞。在機電設備中，斷路器是另一種開關元件，通常在母線布線中，與兩個斷路器使用。但在實際應用中，如果隔離開關和斷路器的組裝安裝方法不符合要求，不符合規范目標，則會影響整體短路速度。相關指標不符合操作標準，甚至可能損壞觸點，導致嚴重后果。在所有機電設備的安裝過程中，保護裝置受到影響也會造成偏差。特別是變壓器內部，如果內部的保護絕緣層損壞，運行時有可能會發生爆炸。

4 港口機械電氣安全控制系統設計

4.1 消防系統設計

我國港口在運營中，由于在高密度下作業，相應的機電機械設備具有高負荷的運作特點。在如此長時間和高負荷的工作作業中，港口機械電氣機電設備也面臨著燃燒或者滲漏等火災隱患，這將增加港口機械電氣運行的安全性，并且具有一定的威脅。因此，在設計機械電氣安全管理時，需要做好電氣消防系統的設計，設計人員在設計機械和滅火系統時，必須嚴格按照港口系統和滅火系統設計指南和港口機械規范的要求進行設計工作。在消防系統設計中，必須設計火災危險區，并增加和組裝溫控裝置、報警裝置、可燃氣體探測裝置和滅火設備。對港口機械電氣控制系統進行消防設計，可有效的消除火災隱患，確保港口業務的安全運行。

4.2 PLC機電設備安全控制設計

機械設備安全專項控制要求統一相關運行參數，明確機電設備運行中的三相電流值和運行頻率，并進行綜合分析。對各種港口機械電氣安全性進行評估，分析機電設備的安全水平與安裝技術，及時調整不合理的設計，保證機電設備安全控制的效果。調整PLC控制器中的性能指標，并利用傳感器對數據進行監測和分析，確保所有運行機械和設備的的參數得到自動調整。對于測試單元，在機電設備安裝后，必須對通用功能進行調整，以了解設備各傳感器的使用情況，形成傳感器的通用網絡系統。PLC控制器對一般機電設備各數據進行分析處理，基于給定的算法和智能算法，對設備的參數進行計算，有效地分析和解決可能存在的問題，以實現機械電氣系統總體控制，實現機電方面和設備安全保護功能。機電設備安全系統基于PLC傳感器網絡，可同步搭建監控和通訊平臺。在正常狀態下，傳感器可以將其檢測到的數據傳送給系統。傳感器的不同部分也可以進行連接，主要是基于不同傳感器之間存在的結構。在此基礎上，對港口機械設備的整體系統進行分析，以確保安全性運行的穩定性。

4.3 PLC控制系統傳送生產設備設計應用

在發展過程中，港口業務從人力模式切換到設備模式。基于PLC技術的發展，形成了高精度的系統。在港口作業中的應用逐漸增長。基于PLC控制系統，傳輸效率得到了明顯的提高，滿足港口智能化發展的需要。對于機械傳動系統，PLC控制涵蓋各單元及相關軟件。港口貨物量通常較大，基于運輸系統需要完成集裝箱貨物的運輸。在傳統設備的運行中，采用輸送帶的裝載方式。對于大多數輸送帶，配備了4條皮帶，每條皮帶執行運輸作業。在啟動控制方面，設備只會啟動一臺輸送機，此時會有輕微的延遲。當皮帶出現故障時，會干擾輸送帶的運行。基于這種現象，需要實現PLC控制系統的應用。優化運輸設備方式，改進傳統的單動循環模式。設備以新的循環方式運行，并配備控制電路。如果設備以循環運行，基于PLC的控制功能可以避免單動作影響。如果其中一條皮帶異常，必須停止相鄰的皮帶。排除故障后調整皮帶。此時被迫停止的皮帶可能會繼續運行，稍稍拉緊剩余的皮帶，直到所有設備都能穩定運行。基于控制面板，圍繞PLC軟件，優化轉運中經常出現的順序問題，保證貨物順利轉運。設備應具備單序、并列、選序三種方式，并在PLC程序上改進設備的協調性。

5 結語

綜上所述，隨著科學技術的進步和自動化的提高，越來越多的技術被應用于機械電氣安全系統的設計中。港口機械電氣控制系統設計是一項系統工程，該系統涉及多個工作內容和要求。通過港口設備的智能化設計，將自動化技術應用到機械電氣安全管理系統中，對提高港口生產效率和現代化建設具有積極的作用。