...应用技术的发展是工业电气自动化系统的关键
王亮
[摘 要]电气自动化控制技术是一种无需人为操作的自动化控制技术，能够借助各种监测、保护、控制等电气设备完成各项任务，具有快速、准确、高效的特点，在港口堆取料机的运行操作中具有重要的应用价值。本文对港口堆取料机的自动作业情况以及电气自动化控制技术进行了简单概括，并在此基础上分析了基于电气自动化控制技术的港口堆取料机关键技术。
[关键词]电气自动化控制技术；港口堆取料机；关键技术
中图分类号：TU363 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0017-01
引言
在经济快速发展的背景下，港口物流不断增加，砂石料、矿石、煤炭等物料的堆取作业量不断增加，这就需要用到港口堆取料机完成物流转移和运输工作。堆取料机能够实现散装物料的连续堆取作业，同时具有操作简单、自动化水平高等特点，并且作业占地面积小，因此，应用十分广泛。电气自动化控制技术是应用较为广泛的一种高新技术，电气自动化控制系统充分利用计算机技术、信息技术、通信技术等，取代了传统的人工操作模式，不仅降低了人为失误操作造成的各种损失，还极大提高了工作效率和质量。在堆取料机中运用电气自动化控制技术，是顺应当前经济发展的要求，同时也能扩大堆取料机技术的应用范围，可以有效提高港口货物的运输效率，为港口运输带来更大的经济效益。
1、港口堆取料机堆取料自动作业
1.1 堆料作业
堆取料机开展堆料作业常见的三种工作方式是行走、旋转、定点。行走堆料方式具有断续性特点，根据堆料分数层数列实现断续行走，进而完成定点堆积。旋转堆料操作具有旋转性，具体作业原理是臂架要一直固定在预定堆积高度，并进行往返旋转堆积操作，从而完成设定次数的作业，之后再利用行走结构进行一定距离的移动，进行相同堆料作业。如图1所示，堆料需要综合三种工作方式，实现断续旋转断续行走定点堆料，先完成第一堆分成数层的堆积工作，之后通过检测器监控完成状态，发出换层指令，直到最后一层堆完后。
1.2 取料作业
堆取料机的取料作业相对于堆料作业来说比较简单，主要就是旋转分层取料和定点斜坡取料两种作业方式。旋转分层取料具有较高的作业效率，在实际操作过程中，能够减少物料塌陷事故，避免斗轮设备和臂架过载问题，比较适合堆积直径较小、高度较低额度料堆取料。定点斜坡取料时，堆取料机的斗轮要沿着物料的自然坡度角从上向下进行挖掘取料。在这个过程中，臂架需要回旋操作，堆取料机也要适当移动一定的位置。此外，可以应用先进科学技术根据等量取料算法，维持臂架旋转速度与臂架回转角度成确定函数关系，进行自动化控制，实现“旋转分层等量取料”。
2、电气自动化控制技术
2.1 电气自动化控制系统
电气自动化控制技术通过系统进行综合化的控制，电气自动化控制系统是由多个子系统构成的，主要包括：供电系统，为各类机械装置、电气设备提供电力能源；信号系统，对各类数据信息进行采集、传输、处理，同时完成各项操作指令的传达；自动和手动寻路系统，主要利用组合开关实现手动控制和自动控制的切换；保护系统，借助稳压器、熔断器、断路器等设备实现对整个系统的保护；制动系统，能够准确、快速的实现系统制动，减少故障损失和操作失误。在实际工作过程中，电气自动化控制系统具有一个主控制器，通过多个设备的联合云状，实现各项参数的输入和输出，从而对整个系统进行自动化控制。
2.2 电气自动化控制方式
第一，现场总线控制方式，现场总线指的是现场设备和自动化控制系统之间的通信网络，具有数字化、双向传输、多分支结构特点，能够完成双向节点和总线式的全数字化通讯，能够提高自动化控制的可靠性[1]；第二，远程监控方式，在控制中心根据用户的具体要求进行操作指令设定，通过开关设置实现电路的自动投切，还可以设定运行时间，实现自动化的远程控制，在电气自动化控制系统实际应用过程中，要根据现场的通讯量，对远程监控方式进行合理的设计和采用。
3、基于电气自动化控制技术的港口堆取料机关键技术
3.1 现场总线控制技术
将现场总线控制技术应用到港口堆取料机操控中，可以建立一个完善的电气自动化控制系统，主要完成斗轮机构控制、悬臂回转控制、俯仰机构控制、物料流控制系统、大车行走控制、机电保护和集中监控等功能。堆取料作业电气自动化控制的关键内容是物料流控制，直接关系着取料机能否以恒定速率堆取料。现场总线控制技术构成的电气自动化控制系统主要包括以下几部分：主控器、现场输入/输出模块、其他现场装置、网络附件等，其中，现场装置指的是人机界面控制设备、变频器等，可以利用独立的DP接口直接连接到现场总线，实时掌控堆取料机的运行数据，然后传输到主控制器通过编辑运算程序实现控制指令的输出。
3.2 远程操作系统技术
在中控室和大机各布置1套PLC系统，组成1套独立的控制系统。中控室RCCS系统与大机ACCS系统之间通过EthernetPOWERLINK协议进行通信，中控室触摸屏与RCCS系统之间通过以太网协议进行通信，ACCS系统与大机电控系统之间采用PROFIBUS—DP通信，用于现场层高速数据的传送，主站周期性地读取从站的输入信息，并周期性地向从站发送输出信息，同时，以进行组态、诊断和报警处理。在远程操控系统中，操作人员只需要利用控制台上的手柄、按钮及触摸屏等就能够实现对堆场大机PLC的远程操作[2]。
3.3 智能堆取料模型控制技术
利用電气自动化控制技术，可以实现港口堆取料机的模型控制，通过三维成像仿真系统能够对物料垛型数据进行采集和分析，并且实现取料边界的自动化识别、堆料自动化换层等功能。在取料机作业过程中，利用PLC控制系统可以设定PID操控程序，根据预定值，实时采集过程量，对物料流量进行动态追踪，当满足预定值后，停止作业。在智能堆取料模型控制技术中，需要确保PID控制程序的准确性，根据一定的调节规律，对比例、微分、积分等三个参数进行反复测试和调整，在PID控制的基础上做了低料流加速功能，并且在边界让走行与反向回转有效联动。
结束语
总而言之，港口堆取料机是一种重要的物流运输装置，将电气自动化控制技术应用到其作业操作中，能够构建灵活、可靠的运行机制，实现各种港口堆取料机资源的优化配置，同时提高港口物料运输效率，促进港口各项工作的有序、高效运转。
参考文献
[1] 陈晓.现场总线在港口斗轮堆取料机中的应用[J].科技创新与应用，2012，（29）：108.
[2] 杨海东，荣延平.远程操控系统在港口堆取料机上的应用[J].港口科技，2016，（10）：14-20.endprint
