陳澤鵬

福建肖厝港物流有限責(zé)任公司， 福建泉州 ? 362801

摘要：在我國很多大水位碼頭應(yīng)用岸電技術(shù)時(shí)，碼頭接電口、電纜長度等很難適應(yīng)水溫差變化，為此，相關(guān)部門需要借助于PLC控制系統(tǒng)，將上述問題解決。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大水位差碼頭岸電控制方案進(jìn)行總結(jié)，并從PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、PLC控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)兩方面，論述了大水位差碼頭船用岸電的PLC控制系統(tǒng)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：大水位差碼頭;船用岸電;PLC控制系統(tǒng)

在我國，內(nèi)河港口之中應(yīng)用船用岸電技術(shù)，能夠盡可能避免內(nèi)陸城市空氣污染程度，降低船舶靠泊時(shí)的噪音，并降低靠港船舶的運(yùn)營成本，讓船用岸電技術(shù)在內(nèi)河港口空白狀態(tài)下得到應(yīng)用。例如，在三峽庫區(qū)典型大水位差直立式碼頭運(yùn)行過程中，主要是對(duì)控制岸電的接電口位置控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過水位傳感器了解水位信息，之后通過主控制器PLC控制電纜卷筒收放，將岸電接電口位置更改。

1.大水位差碼頭岸電控制方案

1.1岸電控制方案總體設(shè)計(jì)

從大水位差碼頭運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能夠看出，實(shí)際水位變化幅度較大，控制系統(tǒng)首要問題就是對(duì)碼頭水位信息進(jìn)行有效采集，之后根據(jù)水位信息，對(duì)岸電系統(tǒng)滑移小車進(jìn)行全面控制，堅(jiān)決避免電纜接頭進(jìn)入水中，引發(fā)一系列安全事故。針對(duì)于該類問題，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者們建立了大水位差碼頭船用岸電控制系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在岸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，主要應(yīng)用的是PLC作為主控系統(tǒng)，操作人員可以通過控制面板，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制操作。除此之外，在水位傳感器應(yīng)用過程中，能夠做到對(duì)實(shí)時(shí)水位信息的有效采集，借助于信號(hào)調(diào)理電路的方式，將水位信息傳輸給PLC。此時(shí)，PLC可以自動(dòng)生成實(shí)施水位信息，利用顯示器將其顯示出來，幫助操作人員對(duì)水位狀態(tài)信息進(jìn)行了解。對(duì)于旋轉(zhuǎn)編碼器，主要安裝在電纜卷筒上，能夠?qū)⒒菩≤囍械奈灰茢?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為脈沖，之后將其傳輸給PLC，此時(shí)，PLC對(duì)于脈沖能夠?qū)崟r(shí)高速計(jì)數(shù)操作，通過相應(yīng)計(jì)算自動(dòng)生成滑移小車位置數(shù)據(jù)，并在控制面板上進(jìn)行顯示。工作人員還要將滑移小車位置信息與水位信息放在一起進(jìn)行對(duì)比，確保其始終處于安裝狀態(tài)之下。

1.2水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

從實(shí)際分析過程中能夠看出，本岸電系統(tǒng)主要應(yīng)用的是電容式傳感器來充當(dāng)水位檢測(cè)器。另外，電容式水位傳感器主要是借助于導(dǎo)電性原理，將實(shí)際水位升降過程轉(zhuǎn)變成電容量變化，對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)水位高度H為0時(shí)，人們可以明確分布電容的具體數(shù)值。反觀信號(hào)調(diào)理電路，實(shí)際電容式水位傳感器能夠?qū)⑺蛔兓D(zhuǎn)變成電信號(hào)，但電信號(hào)形式和幅值無法對(duì)其進(jìn)行深入性分析。例如，當(dāng)岸電系統(tǒng)控制器應(yīng)用的是西門子PLC時(shí)，模擬量輸入模塊中的輸入信號(hào)，應(yīng)該以標(biāo)準(zhǔn)量程下的直流電壓或者是電流信號(hào)為主。所以說，在配合應(yīng)用集成電路時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電容式水位傳感器信號(hào)調(diào)理操作。如果岸電系統(tǒng)水位傳感器量程距離集中在0到50m范圍內(nèi)，集成電路可以處理本系統(tǒng)電容型水位傳感器微小電容量變化，并轉(zhuǎn)變成與PLC控制系統(tǒng)向適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)量程電流，具體范圍是4到20mA。

2.大水位差碼頭船用岸電的PLC控制系統(tǒng)內(nèi)容

2.1PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

從實(shí)際系統(tǒng)控制需求之中能夠看出，PLC控制器內(nèi)部的輸入斷口數(shù)量為11個(gè)，輸出端口數(shù)量為15個(gè)。為了維護(hù)該系統(tǒng)的有效運(yùn)行，工作人員需要在其中加入2臺(tái)顯示器，對(duì)水位和小車位移進(jìn)行顯示，并增加1個(gè)數(shù)據(jù)輸出口，實(shí)際顯示器與PLC的接線圖如圖2所示。

在實(shí)際操作時(shí)，工作人員還要借助于控制面板上的控制按鈕，將具體指令輸送出去，并對(duì)信號(hào)指示燈和顯示器進(jìn)行觀察，了解系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于控制面板的應(yīng)用，應(yīng)盡可能保證布置簡潔、靈活，確保系統(tǒng)的控制需求得到充分滿足。

2.2PLC控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)

從岸電控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)過程中能夠看出，實(shí)際系統(tǒng)控制流程主要涉及到4方面內(nèi)容：第一，系統(tǒng)上電和初始化。當(dāng)工作人員按下SB按鈕之后，系統(tǒng)便會(huì)實(shí)現(xiàn)上電操作，之后指示燈也會(huì)處于亮起狀態(tài)。所謂初始化，主要指系統(tǒng)每次啟動(dòng)后，均會(huì)將系統(tǒng)設(shè)置的默認(rèn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到PLC之中，這其中包括對(duì)工作內(nèi)存的初始化以及滑移小車復(fù)位等等。當(dāng)關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)，工作人員還要將滑移小車?？吭谠c(diǎn)，為后續(xù)啟動(dòng)的初始化操作創(chuàng)造有利條件。第二，系統(tǒng)故障檢測(cè)。在該類故障檢測(cè)工作執(zhí)行時(shí)，人們需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容有傳感器故障和系統(tǒng)欠壓。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)欠壓問題時(shí)，斷路器會(huì)自動(dòng)將主電路切斷，此時(shí)，輔助駐點(diǎn)也會(huì)輸出高平信號(hào)，讓PLC輸出口處于高電平狀態(tài)，此時(shí)，繼電器相應(yīng)線圈得電，信號(hào)燈亮起。另外，連續(xù)檢測(cè)傳感器輸出模量大約為10次，此時(shí)，工作人員可以通過對(duì)其誤差計(jì)算，看其是否存在故障問題。第三，讀取水位和小車位移并將其顯示出來。在實(shí)際水位傳感器應(yīng)用過程中，主要作用就是對(duì)水位信息進(jìn)行采集，由PLC內(nèi)置AD模塊將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字量信號(hào)。第四，滑移小車下降與上升。開始時(shí)，工作人員對(duì)其高度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，由PLC程序確認(rèn)小車與水面之間的距離，大約在1m左右，之后再進(jìn)行后續(xù)操作。

3.結(jié)論

綜上所述，實(shí)際岸電系統(tǒng)環(huán)境效益主要是將碼頭空氣質(zhì)量作為研究對(duì)象，當(dāng)出現(xiàn)船舶靠港情況時(shí)，會(huì)涉及到輔機(jī)發(fā)電裝置，此時(shí)，容易產(chǎn)生對(duì)碼頭環(huán)境產(chǎn)生危害的物質(zhì)。為了方便分析，人們可以將PLC控制等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用其中，建立完善的大水位差碼頭岸電控制系統(tǒng)，讓更多問題得到妥善解決。

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