基于PLC控制系统在港口机械的应用探究

陆惠杰

摘 要：PLC拥有高水平的机械电气控制稳定性与可靠性，它已经被广泛应用于各个工业生产操作领域中。文章主要以港口机械应用为主题背景，探究了PLC在这一方面的相关技术控制应用。

关键词：PLC控制系统；港口机械；货物起重控制

中图分类号：U653.92 文献标志码：A 文章编号：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

改革开放以来，我国对外贸易量逐年攀升，港口吞吐量规模也呈现持续扩大发展趋势，这就意味着港口运输生产工作对高机械性能设备的运用需求越来越大。传统港口中部分机械设备多以电气控制与继电器、接触器关联控制模式为主，其控制系统结构非常复杂，运行效率也不尽如人意。所以本文提出了PLC控制系统就希望实现对传统港口机械设备系统的有效改造，提高港口机械生产运作的安全可靠性与稳定性，提高企业工作效率。

1 港口机械生产体系中采用PLC控制系统的应用前景

早期的港口生产体系引入PLC控制系统是希望通过它来操控港口起重机控制系统，将起重机的输入及输出点作为重要的生产动作执行操作指令，实现对起重机的速度、正转与反转等功能有效控制。同时，PLC还能联系变频器对控制系统中的控制信号进行接收与处理，全面提高起重机的实际工作效率。从基本控制功能来看，PLC结合变频器的控制信号处理功能十分强大，它能够自由控制港口起重机的升降速度，满足港口实际工作需求，特别是它对于运载车限位的影响和对起重升降机限位的影响非常之大。

就目前来讲，港口机械生产体系中不仅仅单纯只有起重机需要运用到PLC控制系统，而且PLC控制系统的种类也在不断增加，结合系统工作原理、设备特性以及控制器性能的创新生产设备越来越多，就比如说港口货物的传送搬运控制系统，它其中还加入了抗干扰系统，能够更为合理的运用PLC控制系统展开港口生产工作，保证生产流程流畅合理。可以见得，PLC控制系统在港口机械生产设备领域中的应用越来越丰富，它的未来发展前景无限可期。

2 PLC控制系统在港口机械生产设备中的具体应用

如上文所述，PLC控制系统在港口机械生产设备领域中已经具有一定渗透程度，像货物起重设备、传送设备都已经应用到PLC控制系统，并发挥了良好的生产功能应用作用，下文将主要阐释结合了PLC控制系统后的这两种设备在实际应用中的相关技术要点。

2.1 结合PLC控制系统的港口起重生产设备技术应用

（1）港口起重生产设备的基本概述。起重设备是港口生产体系中的重要环节，它负责对货物的有效搬运，像门座式起重机就是目前港口机械生产中比较常见的起重机类型，它通过继电器和接触器相互关联作用形成综合化控制体系，同时也采用到了以串联形式连接的电阻式电机调速模式。如果港口生产工作量较大，起重设备陷入到超负荷作业状态中时，它的故障问题就会频频出现，此时采用PLC控制系统对其进行改造可有效避免故障状况频发。

（2）港口起重生產设备的技术应用。一般情况下门坐式起重机都会采用到绕线式电机，如果引入PLC控制系统后应该将绕线式电机改为变频电机，并应用PLC控制程序取代原有的电气控制系统，这样可满足起重设备在一旦陷入故障困扰时能够及时开启自检功能，第一时间对设备故障进行简单检查与维修。简言之，就是要在起重设备中选择应用交流变频调速系统与PLC控制系统程序，二者共同作用以提高起重机的实际作业效率。

在起重设备的电气系统设计部分，则结合门坐式基础在电气系统中还加入了照明、传动、监控、供电以及远程控制等等功能部分，在PLC控制系统的全局引导与功能发挥背景下，起重设备的运行效果更加稳定，其机械设备内部的电磁制动装置也不会在起重设备运行过程中受到任何负面影响。在具体的设计方案中就涉及到PLC控制系统机型选择问题，一般来说要结合购置及维护成本来选择起重设备，保证它的基本模块中所有基本功能健全。另外要保证在PLC系统控制下实现对变频调速方式的技术优化，为港口中实际的货物起重运输作业奠定好前期技术基础，选择最合理的变频调速方式。

最后，根据生产需要，有必要对起重设备的电气系统部分进行改造，一般来说改造部分主要集中在起重设备的起升机构和变幅结构方面，必要时还要对它的PLC程序控制及其它辅助系统进行深度改造。还以传统的门坐式起重机为例，它的起升结构本身是存在一定技术弊端的，因为它属于高耗能结构，在实际生产运作过程中会消耗大量成本，而且由于生产工作频率相当之大，极易出现各种故障，难以解决。所以在改造过程中应该在起重设备中安装矢量控制变频器，并配合PLC程序设计对起重设备中的升降机结构进行改良，保证在实际作业过程中不会出现任何溜钩故障出现。另外在变幅结构的改造过程中，一定要考虑到变幅设备机构的相关控制应用，结合参数设置来优化结设备结构的功能保护措施，明确变幅机构控制的有效性，精确设置起重设备中各个结构的相关参数，验证控制器选型结果，然后绘制PLC运行流程图。比如在抓斗局部控制设置方面，应该结合抓斗工况，结合起重设备运行状况来设置相关参数，配合PLC系统控制实现自动开斗控制与闭斗控制，实现辅助系统全面改造。在改造以后，设备的操作台、安全保护装置等等辅助系统在性能优越性方面都有所改善。另外针对PLC控制系统技术背景下的起重设备改造调试也很重要，它需要对起重机的外观、电气绝缘局部位置及电源柜进行全面分析，全面证明起重设备的实际生产作业效率提升水平，确保在改造后的起重设备在生产运行方面更加稳定高效，起重设备的故障发生率也有所降低，如此可确保PLC控制系统能够发挥其应有的功能作用[1]。

2.2 结合PLC控制系统的港口传送生产设备技术应用

（1）港口传送生产设备的基本概述。港口传送生产设备及传送带控制系统，在当前，它也融入了全新的PLC控制系统，在传送工作效率方面有所加强，满足了港口传送机械控制智能化、自动化终端要求。在机械传送系统中的PLC控制系统就应用到了基本单元、扩展单元和相关其它关键工业软件。另外它的基本单元中还加入了扩展单元I/O模块、模拟I/O模块、通信模块以及特殊功能模块等等。软件方面则用用到带有PLC控制系统控制功能的创新开发配套软件程序。

（2）港口传送生产设备的技术应用。传统港口传送生产设备通过传送带负载压力来控制传送量，主要传送煤炭、集装箱等等货物，它的运行基本原则为应载负载，普通的港口传送带设计中就采用到了4条皮带运输，结合4台电动机带动共同运营。

在控制启动方面，它会首先启动1条皮带机，但伴随短时间延迟。随后再启动第2台电动机，经过短时延迟以后再启动第3台电动机。如果皮带出现任何故障，皮带机前端就会停止运行，无法再继续装卸货物。针对该功能要结合PLC控制系统进行技术改造。下文主要介绍在融入了PLC控制系统以后的改造后传送带技术应用要点。

首先，改变传统中传送设备的单动循环模式为往返循环，并实现连锁控制功能。在单动循环被正常觸发以后，循环功能无法被启动。再一点，如果循环功能在被被动触发情况下，它的单动功能必须要通过PLC控制系统加以抑制。其次，单动控制系统需要用手动模式开启，这也是希望实现PLC控制系统的人性化控制。第三，如果任何一条皮带出现故障，则需要停止与其相邻的皮带，然后启动第三条皮带。等待故障完全解除以后，再对故障皮带进行复位，随后启动与故障皮带相邻的皮带正式开始工作，最后再延时启动剩余两条皮带，恢复到正常传送设备的全员正常工作状态中。如图1。

结合控制面板还要对港口传送生产设备的PLC软件进行设计，解决传统传送设备中所存在的步序控制问题，保证货物传送渐进过程。主要来说，就是要在步序控制方面完成单序列控制与选择序列控制、并行序列控制3种传送设备控制工作内容，配合PLC编程处理来解决传送带中所存在的正转与反转复位问题。最后对结合PLC对港口传送生产设备进行调试处理，主要调试其硬件电路与软件设计相关模块。这里可采用在线测试模式，一旦发现不符合要求的传送系统内容就要进行及时调整与检修，保证传送设备始终处于良好可控状态[2]。

3 结束语

就当前来看，在港口生产体系中运用基于PLC控制的机械设备已经非常常见，它利用到PLC强大的逻辑编程与控制功能取得了不错的生产成效，实现了对传统设备不利问题的改造，特别是在起重设备与传送设备中发挥了不小作用，为我国未来港口生产领域整体效益提升提供了强有力的技术支持。

参考文献：

[1]陈春华.基于PLC控制系统在港口机械的应用分析[J].科学与信息化，2017（30）：19，21.

[2]王福军.港口传送机械PLC控制设计[J].中国设备工程，2018（1）：213-214.