港口设备电气自动化技术的应用与探索

季玉振 黄晓琳

【摘  要】沿海港口的经济发展状况与我国整体经济水平有着密切的关系，在现阶段进出口贸易逐渐增加的情况下，对港口当中设施设备的运行质量提出了更为严苛的要求。电气自动化技术的发展，为港口的设备性能提供了源源不断的活力，是港口设施设备在技术层面发展的关键因素。在本文当中笔者将充分运用自身的技术水平，结合工作实际情况，对港口设备电气自动化技术的应用进行详细的论述分析。

【关键词】港口设备;电气自动化;应用

1 引言

电气自动化技术和人们的日常生活以及工业生产密切相关，其技术的发展非常迅猛，已经成为高新技术产业的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、国防等领域。港口电气自动化技术的应用在现代港口行业也得到快速的发展。港口能力的体现主要表现在港口电气自动化的应用水平上。在港口自动化系统的运行中，为保证各种设备的稳定运行和港口航行安全，尽可能降低港口发生故障的概率，以提高港口运营的安全性和经济性。

2 港口电气自动化技术的发展状况

从目前的发展现状上来看，我国的港口电气自动化技术虽然在改革开放之后得到了很大程度上的发展，但是与国外的一些发达国家相比还是存在着一定的差距，其中最为明显的差距就是自动化控制能力。国外发达国家在港口电气自动化建设工作中，其核心技术主要有以下几种，分别是：数字型调速驱动系统、交流变频系统、自动化流程控制系统、自动化调度管理系统以及无线数据通信系统等。这些系统当中的核心技术原理为变频调速技术，该技术是以20世纪70年代中期所研发出的全变频技术为基础，通过不断的革新而形成的一种性能卓越的控制技术。在该项技术的推动作用下，可编程逻辑控制器——PLC也得到了快速的发挥发展，在很大程度上提升了电气自动化技术当中变频控制的效率。PLC逻辑控制器以数字化信号为基础，通过模拟的方式使数据在保证完好的前提下，以最快的速度输入和输出。从目前的发展状况上来看，PLC逻辑控制器的研发依然有着非常大的提升空间，通过该控制器的使用，能够从根源上减少港口现场工作人员工作任务量，提升工作效率，使港口当中的贸易量得到实质性的提升。

3 港口电气自动化技术的应用

3.1 隔离干扰源

电路中机械开关对电感性负载的切换，会对同一电路中的其他电气和电子设备产生干扰。变压器隔离是一种应用最广泛的电源线路抗干扰装置，它的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，从而解决设备之间由于环路电流产生的干扰。在船舶电气网络，采用交流变压器以及滤波装置，将干扰信号进行隔离。监测报警自动控制系统通过采用隔离变压器独立供电，用此方法切断其他系统可能产生的电磁干扰。交流变频技术是电气传动系统的重要发展方向，随着技术的不断成熟，成本的降低，其应用领域越来越宽广，邮轮、特种工程船和海洋工程船等对调速有较高要求的设备大多采用变频器进行调速，例如，钻井平台的泥浆泵，钻机，绞车，电力推进系统的推进马达等等，通常采用变频器来实现很好的调速功能，但是变频器的缺点是在工作中会产生高次谐波，如果不采用滤波装置将高次谐波进行抑制，将对仪表自动监测控制系统产生干扰，严重情况下会导致系统运行失误。大功率变频器可以采用移向变压器，有源滤波器等方法抑制谐波。

3.2 在胶带运输机当中的应用

从整个控制系统的构成来看，该控制系统由控制站点、现场控制设施和现场检测设施所共同组成。这种方式虽然也能够对胶带机的工作状态进行全面而细致的控制，但是由于各个控制模块之间相对较为分散，一旦其中的某个控制模块出现问题，很有可能会导致整个控制系统的瘫痪。另外由于分散式控制结构当中所涉及的元件较多，在维修工作当中存在着一定的难度。以PLC为基础的胶带运输机控制系统，充分实现了系统的集成化管理，整个控制系统全部在监控中心当中运行，监控中心内部包含监控服务器、监控屏幕以及监控人员，当设备出现异常工作状态时，工作人员能够对胶带运输机的异常工作状态进行快速响应，进而对其进行优化调整。这种PLC控制系统以TCP/IP协议为基础，通过以太网来完成控制指令的传达。以太网是目前传输速率最快的方式，但是受到距离的影响较大，如果控制中心与设备之间的距离过远的话，会给控制信号的传输带来一定的阻碍，因此现场技术人员在实际工作中要对集中控制装置和数据交互与通信之间的距离进行控制。

3.3 容错技术

系统在运行过程中对出现故障的容忍能力，這个能力就是容错技术。容错技术主要包括：①检测和判断系统故障，如果船舶自动控制系统在工作中出现故障，利用容错技术可以及时检测定位故障原因及故障位置，然后对故障进行隔离，这样可以切断故障对系统安全运行的影响;②控制系统故障，自动控制系统利用容错技术对出现的故障判断采用相应的报警，起动备用设备，停止设备运行等措施。船舶电站自动控制系统对发电机组出现故障的处理方案可以分为三种：第一类故障，例如发电机组过载，这种情况下，起动备用机组，将过载机组的负荷转移到备用机组，保证过载机组恢复正常工作;第二类故障，例如发电机冷却系统出现故障，高温报警，这种情况，起动备用机组，并网运行，将故障机组的负荷转移到备用机组，延时一段时间，将故障机组停机维修;第三类故障，例如发电机冷却水高高温，需要立即起动备用机组投入电网，停止故障机组。利用容错技术可以最大限度保证电站对电网的连续供电，为安全航行提供保障。

4 电气自动化技术控制要点

生产企业需要审核机械电气自动化设备调试单位的资质，同时应该对其以往调试案例进行分析，确保其有足够的实力来对设备进行调试。在进行调试工作之前，生产企业应该与调试单位签订相关合同，要求调试单位先缴纳一定的保证金，从而保证调试单位没能进行规范调试工作时，可以减少生产企业在这一过程中的损失。在进行机械电气设备调试的过程中，一旦发现其中的问题，就要及时断电进行维修，一方面如果不断电，继续工作的话可能会对其他设备造成伤害，另一方面是不断电进行检修的话危险系数太高，不能有效保证工作人员的安全。在机械电气自动化系统运行过程中，生产企业要建立起完善的质量管理规范，以保证机械设备能够健康运行。同时，还应该定期对设备进行检修，设备检修人员在进行检修和调控机器时，应该深层次的分析故障发生的原因，以期从根本上解决问题，防止故障的再度发生。

5 结束语

电气自动化带给人们生活中的便捷有效的证明科学技术是第一生产力，科学技术的发展促进了电气自动化的不断更新和进步。使电气自动化在工业、农牧业、建筑业、交通业和服务业等方面有着广泛的应用。这些技术的应用提供给社会巨大的便利。因此，对电气自动化的设计和应用应该依托于时代的发展进行电气自动化技术的创新，如利用绿色环保建材实现科技和环保的共同发展，在帮助社会和企业发展的同时，保护青山绿水化的生存环境。实现我国科技进步、经济提升、环境美好的全方位可持续发展。

参考文献：

[1] 费文豪.试议港口设备电气自动化技术的应用[J].科技创新与应用，2018（22）：153-154.

[2] 刘尧.港口设备电气自动化技术的应用[J].数字通信世界，2018（04）：180.

[3] 孙全营.港口设备电气自动化技术的应用与探索[J].企业技术开发，2017，36（10）：134-135.

[4] 唐国中.港口设备电器自动化技术应用探讨[J].中国高新区，2017（13）：97.

[5] 王军.港口设备电气自动化技术的应用与探索[J].黑龙江科技信息，2015（28）：79.

（作者单位：河南省矿山起重机有限公司）