楊旭東

（山東港口煙臺(tái)港，山東 煙臺(tái) 264000）

在我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平不斷提高以及經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)的背景下，高科技技術(shù)理念和措施得到了廣泛普及，為人們生活水平的提升和我國工業(yè)發(fā)展水平的進(jìn)一步強(qiáng)化提供了積極幫助。在港口作業(yè)中加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠使港口的貨物吞吐量大幅度提升，提高港口貿(mào)易工作的質(zhì)量和效率，為我國港口貿(mào)易朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。目前，在港口自動(dòng)化控制工作中，散貨裝卸自動(dòng)化技術(shù)以及機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用最為普遍，主要是因?yàn)樵擃愋涂刂破骶咻^為穩(wěn)定的運(yùn)行效率，不僅是港口設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心發(fā)展部件，而且操作較為簡單，能夠從根源入手進(jìn)一步提高港口設(shè)施設(shè)備的綜合性能，是促進(jìn)我國未來港口全面發(fā)展的核心技術(shù)和有效舉措。因此，加強(qiáng)對(duì)港口機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)以及控制措施的深入研究，能夠?yàn)槲覈劭诮ㄔO(shè)朝著智能化、大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展提供積極幫助，為我國社會(huì)和諧穩(wěn)定發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)。

1 PLC介紹

1.1 PLC的工作原理

對(duì)于PLC而言，其工作流程主要涉及三個(gè)方面，收入采樣、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新。

（1）輸出采樣。在執(zhí)行輸出采樣操作的過程中，必須確保輸入的數(shù)據(jù)具有較高精準(zhǔn)性，通過對(duì)編程控制器的有效應(yīng)用，能夠使輸入掃描和讀取輸入工作順利完成，并且將最終結(jié)果保存在I/O映像中。當(dāng)輸入操作處于初始狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該確保掃描周期始終大于脈沖信號(hào)的寬度，這樣才能從根源解決輸入數(shù)據(jù)信息無法有效讀取的問題發(fā)生。

（2）在執(zhí)行用戶程序的過程中，PLC會(huì)按照由上到下的梯形圖掃描順序執(zhí)行。在確定掃描順序之后，能夠?yàn)檫壿嬤\(yùn)算工作的有效開展奠定基礎(chǔ)，而相關(guān)運(yùn)算數(shù)據(jù)能夠?yàn)镻LC判斷最終結(jié)果提供科學(xué)依據(jù)。

（3）輸出刷新。通過遵循一定的順序規(guī)則，在輸入采樣以及執(zhí)行用戶程序過程中開展輸出刷新相關(guān)操作，能夠確保刷新數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存工作在計(jì)算機(jī)中順利完成。

1.2 PLC電氣自動(dòng)化控制技術(shù)設(shè)計(jì)理念

在中央監(jiān)控系統(tǒng)中，通過處理器的輔助，可以使電氣自動(dòng)化技術(shù)的控制功能得到充分發(fā)揮，不僅能夠結(jié)合實(shí)際工作需求靈活調(diào)整控制過程，而且各項(xiàng)維護(hù)工作具有較高可靠性，操作極為方便。在總線監(jiān)視中分布了PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)的大部分控制功能，能夠?qū)Ω鳝h(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效監(jiān)控。

通過將PRC電氣自動(dòng)化技術(shù)合理運(yùn)用到港口貿(mào)易各個(gè)領(lǐng)域中，能夠使其具有的強(qiáng)大作用價(jià)值充分發(fā)揮出來，提高各項(xiàng)工作的質(zhì)量與效率，為我國港口貿(mào)易發(fā)展提供技術(shù)支持。因此，為了能夠?qū)Ω劭跈C(jī)械設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建完善的總體框架，相關(guān)設(shè)計(jì)工作應(yīng)該結(jié)合港口貿(mào)易發(fā)展需求以及實(shí)際工作環(huán)境進(jìn)行不斷調(diào)整。通過實(shí)際調(diào)查研究能夠知道，PLC電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在速度和準(zhǔn)確性層面具有較高優(yōu)勢，憑借自身具有的快速反應(yīng)能力，能夠在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行信號(hào)的有效傳輸，而且在控制過程中，只需較短的時(shí)間便能獲得較高效率，甚至能夠?qū)h(yuǎn)程數(shù)據(jù)的收集和控制進(jìn)行有效識(shí)別。因此，加強(qiáng)對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的深入研究和合理應(yīng)用，必然能夠?yàn)槲覈劭跈C(jī)械電信自動(dòng)化水平的顯著提高提供源源不斷的技術(shù)支持。

1.3 PLC的發(fā)展

對(duì)于港口電氣自動(dòng)化技術(shù)而言，結(jié)合實(shí)際工作需求，可以被詳細(xì)劃分為無線數(shù)據(jù)通信、交流變頻化、數(shù)字化調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)流程控制、自動(dòng)調(diào)度管理等多個(gè)模塊，其中全變頻技術(shù)以及連續(xù)運(yùn)輸裝卸機(jī)械的全面發(fā)展，能夠?yàn)樽冾l調(diào)速技術(shù)水平的進(jìn)一步提高奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并且憑借自身具有的多元化優(yōu)勢，在現(xiàn)代化港口貿(mào)易中得到了普遍應(yīng)用。近幾年，在現(xiàn)代化理念和多元化措施的輔助下，電氣自動(dòng)化技術(shù)中可編程邏輯控制器具有的性能明顯提升，在PLC中，無論是數(shù)據(jù)輸入還是數(shù)據(jù)輸出，都會(huì)以數(shù)字化和模擬化的方式執(zhí)行，不僅能夠使機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)度得到有效提升，而且還能使工作人員的工作壓力和危險(xiǎn)性大幅度降低，是全面優(yōu)化港口生產(chǎn)與港口貿(mào)易工作效率的重要途徑。PLC技術(shù)不僅擁有多元化的功能，而且在實(shí)際操作過程中相關(guān)措施較為簡便，只需投入較少成本，就能獲得較大利潤，是港口貿(mào)易中具有較高性價(jià)比的重要技術(shù)工具。由于PLC技術(shù)自帶負(fù)荷的特點(diǎn)，因此，能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備進(jìn)行有效驅(qū)動(dòng)，在實(shí)現(xiàn)我國港口機(jī)械設(shè)備智能化與自動(dòng)化發(fā)展過程中起到了至關(guān)重要的作用。

2 PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制

2.1 港口門式起重機(jī)中PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用途徑

由于港口吞吐貨物的頻率和數(shù)量較大，因此，通過將PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)有效結(jié)合其中，即便頻繁操作門式起重機(jī)，也能確保端口導(dǎo)軌在PLC技術(shù)的輔助下，始終保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，從根源解決操作中斷以及操作漏洞的情況發(fā)生。在實(shí)際操作港口門市起重機(jī)的過程中，通過對(duì)主控制器的有效操作，操作員能夠?qū)LC的輸入端口和輸出端口進(jìn)行隨時(shí)切換，也可以對(duì)輸出電路和輸入電路進(jìn)行實(shí)時(shí)鎖定。與此同時(shí)，在操作港口門式起重機(jī)的過程中，操作人員需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)過電流電路和過電壓電路進(jìn)行有效控制。當(dāng)操作員觀察到PLC輸出端子中發(fā)出DC24V的信號(hào)時(shí)，則可以判斷此時(shí)龍門起重機(jī)的PLC備用信號(hào)輸出狀態(tài)與正常工作狀態(tài)之間相對(duì)應(yīng)。在港口門式起重系統(tǒng)中合理應(yīng)用PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠有效增加小型繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)力，在操作員觸摸繼電器的瞬間，相關(guān)機(jī)械設(shè)備開始運(yùn)行。

2.2 港口膠帶運(yùn)輸機(jī)中PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用途徑

對(duì)于PLC自動(dòng)化控制技術(shù)而言，是提升傳統(tǒng)港口皮帶運(yùn)輸機(jī)工作質(zhì)量和工作效率的關(guān)鍵因素，通常情況下，會(huì)以分布式結(jié)構(gòu)為主。在港口膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中，主要涉及三個(gè)重要組成元素：現(xiàn)場控制、現(xiàn)場檢測器、控制站，并且在服務(wù)器、操作員監(jiān)控中心、監(jiān)控屏幕以及其他組件的共同輔助下，對(duì)實(shí)際運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。將中央控制單元安裝在中央控制室中時(shí)，此時(shí)中央控制單元必須嚴(yán)格遵循TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能確?？刂普九c中央控制器之間的數(shù)據(jù)通信效果得到不斷增強(qiáng)。在此過程中需要注意，對(duì)重要網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)進(jìn)行分類時(shí)，需要嚴(yán)格遵循以太網(wǎng)相關(guān)原則，當(dāng)中央控制設(shè)備與數(shù)據(jù)通信之間的距離超過1200m時(shí)，連接中央控制設(shè)備和數(shù)據(jù)通訊時(shí)，不僅需要利用以太網(wǎng)的相關(guān)性特點(diǎn)，而且還要對(duì)這一過程進(jìn)行多次重復(fù)，確保數(shù)據(jù)交互效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 港口集裝箱橋式起重機(jī)中PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用途徑

對(duì)于使用在商業(yè)橋梁領(lǐng)域的電氣系統(tǒng)而言，不僅具有明顯的數(shù)據(jù)交互特點(diǎn)，而且還能將各種設(shè)備分布的特征集于一身，在港口集裝箱橋式起重系統(tǒng)中運(yùn)用PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠使PLC發(fā)出的信號(hào)以及控制命令得到強(qiáng)化，其中包括可編程邏輯控制器以及系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序。信息共享系統(tǒng)具有的完整性極為明顯，能夠在很大程度上使產(chǎn)品相關(guān)控件的有效性得到提升，確保在開展港口各項(xiàng)工作的過程中，最大程度降低系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，為PLC數(shù)據(jù)以及驅(qū)動(dòng)程序故障問題提供有效的說明。在日常操作中，技術(shù)人員以及集成工程師能夠通過PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)，將系統(tǒng)中的故障問題有效解決，提高系統(tǒng)檢測工作和處理工作的效率，使設(shè)備始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)。

將重要參數(shù)在驅(qū)動(dòng)器中進(jìn)行準(zhǔn)確定義，能夠?yàn)楹罄m(xù)該驅(qū)動(dòng)器有效開展技術(shù)輸出提供幫助。利用PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)⑾嚓P(guān)設(shè)備存在的歷史問題進(jìn)行準(zhǔn)確記錄與儲(chǔ)存，并且將大量與驅(qū)動(dòng)程序有關(guān)的信息內(nèi)容增設(shè)其中，結(jié)合驅(qū)動(dòng)器打開和關(guān)閉的開口次數(shù)、觸點(diǎn)數(shù)量、制動(dòng)器總數(shù)、每個(gè)機(jī)構(gòu)的工作時(shí)間等一系列實(shí)際數(shù)據(jù)的完整統(tǒng)計(jì)信息，確保系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行始終保持在穩(wěn)定狀態(tài)。通過對(duì)CCMS的充分利用，能夠?yàn)橄到y(tǒng)構(gòu)建一個(gè)完整的人機(jī)操作界面，在直接通信和光纜轉(zhuǎn)換器的作用下，明確掌握可編程控制器以及相關(guān)系統(tǒng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)之間的高數(shù)據(jù)共享狀態(tài)。通過在港口集裝箱橋式起重機(jī)中合理運(yùn)用PLC電氣自動(dòng)化技術(shù)，不僅能夠使系統(tǒng)的靈活性和準(zhǔn)確性得到大幅度提升，而且還能創(chuàng)建具有較高精確性和透明性的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，為我國港口建設(shè)水平的進(jìn)一步提升提供技術(shù)支持。

3 散貨裝卸自動(dòng)化技術(shù)與控制

3.1 集裝箱裝卸自動(dòng)化技術(shù)

1993年，荷蘭在鹿特丹港的ECT碼頭，正式建立了全世界第一個(gè)自動(dòng)化集裝箱碼頭，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，香港、新加坡、德國、日本都陸續(xù)建設(shè)了自動(dòng)化集裝箱碼頭。荷蘭和德國在港口建設(shè)中運(yùn)用了自動(dòng)引導(dǎo)車技術(shù)，該技術(shù)在港口碼頭甚至鐵路鐵軌中都發(fā)揮了重要作用。與此同時(shí)，在建設(shè)新加坡港的自動(dòng)圍欄橋時(shí)，運(yùn)用了遠(yuǎn)程手動(dòng)操作技術(shù)，不僅能夠?qū)鷻跇虻奈恢眠M(jìn)行精準(zhǔn)確定，而且構(gòu)建的圍欄橋整體重量較輕。2006年，我國第一家自動(dòng)化集裝箱工廠——高橋二期碼頭正式竣工，在實(shí)際運(yùn)行過程中，不僅采取的測量方法以及激光定位方法具有較高準(zhǔn)確性和科學(xué)性，而且還對(duì)先進(jìn)的成像技術(shù)進(jìn)行了充分利用，是全世界第一個(gè)能夠進(jìn)行自動(dòng)檢查和自動(dòng)下放國內(nèi)卡車的港口。

3.2 散貨裝備自動(dòng)掃描與控制技術(shù)

散貨裝卸作業(yè)是否具有較高的質(zhì)量和效率，受料堆最大高度、最小高度、對(duì)形分布等各項(xiàng)因素的影響較大，因此，必須加強(qiáng)對(duì)這些因素的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測。通過對(duì)料堆輪廓自動(dòng)檢測技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠在激光測距方式的有效輔助下，在斗輪堆取料機(jī)以及抓斗卸船機(jī)中安裝目標(biāo)定位系統(tǒng)，并且確保得到的數(shù)據(jù)具有較高準(zhǔn)確性和真實(shí)性。不僅能夠?yàn)橄嚓P(guān)作業(yè)的有效開展提供強(qiáng)大數(shù)據(jù)支持，而且還能使傳統(tǒng)作業(yè)所消耗的大量時(shí)間成本有效減少。下面，具體舉例說明：

（1）抓斗卸船自動(dòng)化掃描與控制。該技術(shù)不僅能夠準(zhǔn)確判斷目標(biāo)物體，而且還能對(duì)目標(biāo)物體的形狀和位置進(jìn)行明確，以此為基礎(chǔ)，對(duì)物體進(jìn)行還原。與此同時(shí)，通過對(duì)抓斗卸船自動(dòng)化掃描與控制技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠在同一時(shí)刻對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，并且全面了解船艙內(nèi)部相關(guān)物料的實(shí)際分布情況，提高作業(yè)質(zhì)量的同時(shí)，順利完成作業(yè)任務(wù)。

（2）斗輪堆取自動(dòng)化掃描控制。該技術(shù)在性能層面與卸船機(jī)具有較高的相似性特征，二者都是通過對(duì)TPS加以利用，對(duì)其提供的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并且將PLC提供的各類數(shù)據(jù)與之結(jié)合，通過有效整合與梳理，將各類還原算法以立體化表面為基礎(chǔ)進(jìn)行逐一有效落實(shí)。不僅能夠確保得到的料堆位置具有較高準(zhǔn)確性和真實(shí)性，而且還能獲得料堆立體形狀的相關(guān)信息。

4 結(jié)語

在我國市場經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)全面改革的背景下，通過對(duì)現(xiàn)代化改革理念以及多元化改革措施的積極利用，使我國在港口機(jī)械和電氣自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了巨大進(jìn)步。港口機(jī)械電氣自動(dòng)化水平的不斷提高，能夠?qū)⑵渚哂械闹悄苄院妥园l(fā)性特點(diǎn)突出呈現(xiàn)出來。將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用在港口設(shè)施設(shè)備的控制終端，并且通過對(duì)相關(guān)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行效率的不斷提升，提升港口吞吐貨物的流量，是促進(jìn)我國港口貿(mào)易發(fā)展水平不斷提高的有效途徑。