港口机械电气模拟实验室制作运行及应用.pdfVIP

港口机械电气模拟实验室制作运行及应

用

摘要：为提高设备管理人员专业技能，提升设备管理保障能力，建设港口装

卸设备电气维修模拟实验室。将港口装卸设备中变频器、PLC等核心部件系统复

制到实验室中，建立培训学习、模拟实操、程序测试、零部件检测等多功能的实

训实践基地，可显著提高人员设备管理水平和操作技能，实际使用效果良好，具

有一定的推广和应用价值。

关键词：港口设备；实验室；模拟；维修；

随着港口建设的快速发展和自动化水平的提高，变频器、PLC等技术已成为

港口装卸生产机械重要的驱动核心。与以往接触器控制模式相比，其运行性能稳

定，故障率低，为港口装卸设备的安全健康运转提供了可靠的保障。另一方面，

高新技术的应用，给港口设备维保能力和专业维修团队的建设提出了更高的要求。

一、电气维修模拟实验室的建立

（一）设计思路

近年来，随着PLC、变频器技术的不断发展及广泛应用，港口大型装卸设备

的控制系统也在不断升级更新。目前港口各型号的门机、岸桥、场桥电气控制系

统均使用此类控制模式，其工作原理为：主令动作发出指令给PLC—PLC按照设

定程序规则进行逻辑运算后输出信号，传递给机构变频器（接触器）—变频器根

据信号输入产生相应的频率电流（接触器动作电流）传递给电机等执行机构—电

机等执行机构做出相应动作，以此实现对各机构动作的控制。

为此，将电控系统中照明等辅助设施以及部分接触器等执行元件进行简化，

只保留PLC、变频器、主控接触器等门机电控系统核心部件以及起升、变幅等机

构主要控制程序功能，并将现用的4种门机变频器、2种PLC控制器、4种显示

器整合到维修模拟实验台中，按照模块化、一体化的设计理念进行电路优化和组

合，完成维修模拟试验台的电气结构设计。

（二）电气维修模拟实验室功能设置及选型安装

根据实际维修及员工培训需求，对电气维修模拟实验室进行功能区域划分，

使之成为包含PLC模块区、变频器区、力矩限制器区等多个功能模块，以及变

频器维修区、变频器检测区等多个专业维修区域的综合性模拟实验组群。

（1）PLC模块区

包括欧姆龙PLC模块区、GEPLC模块区、欧姆龙PLC模块编程区以及GEPLC

模块编程区等4个模块区，员工在此区域可进行反复学习和练习，准确了解并掌

握不同PLC的结构以及操作技能。

（2）变频器区

根据PLC模块布置规则以及门机实际使用情况，设置了安川G7、安川

H1000、艾默生EV1000、ABB等不同机型和组合

的图3电气维修模

拟实验室元件组合变频器教学区，通过强化实操练习，加强电气维修人员对各型

号变频器功能连接与参数设置等技能掌握。

（3）力矩限制器区

安全装置是设备运行的安全保障，因此在模拟实验室中设置了无锡安泰力矩

限制器、张家港力矩限制器等型号的专业操作区，可在此学习和进行力矩限制器

故障诊断、相关参数设置调整等技能，提高设备运行安全保障能力。

二、电气维修模拟实验室主要创新点

（一）多功能的电气结构设计

电气维修模拟实验台将现用的4种门机变频器、2种PLC控制器、4种显示

器整合到一起，通过操作分别安装的断路器，能够简单方便地实现不同的电气元

件组合，可涵盖公司所有机型的电气控制系统，实现门机主要动作的控制和模拟。

（二）模块化的功能区域布置

电气模拟实验台PLC、变频器等多个专业功能区域，可开展PLC程序更改、

变频器维修调整等专项或综合性故障的模拟和诊断培训工作，形成了分专业、相

互独立又互相关联的维修模拟实验台组群，实现了一体化、模块化的区域和功能

设置。可远程监控设备运行状态结合“设备信息化系统”的建立，实验室成为数

据的远程接收终端，实现了远程访问门机PLC等功能。能够在设备发生故障时远

程查看故障原因，并进行故障判断和恢复指导，有针对性的组织人员、维修工具

及备件，提升设备维修效率和质量。

三、取得的成果和带来的借鉴意义及启示

维修模拟实验台的开发和应用，将单纯的教学实验台进行能力拓展，使之具

备技能培训、维修模拟、功能检测、修旧利废等多项功能，形成了多功能、多用

途的员工培训和模拟实验的综合平台。