码头堆场照明集中控制改造分析 浙江省舟山市 316033 摘 要甬舟公司目前作业箱量不多，堆场利用率低且现场作业存在不均匀性，夜间通宵作业的情况也不多，因此对照明设施及时开启和关闭的要求就显得尤为突出，一方面是节能减排的需要，另一方面也是公司强化管理的需要为优化甬舟公司码头堆场照明控制系统，特基于PLC电气控制技术和WEB技术对码头堆场照明设施进行集中控制改造，实现码头照明系统远程多点集中控制，大大提高了照明系统操作便捷性，在节能方面也取得了较好的效果关键词：集中控制、节能减排1. 项目概况第一节 项目概况舟山甬舟集装箱码头有限公司码头堆场照明是除了装卸设备之外公司内数量最多、能耗最大的照明设施，在堆场内有6座灯塔，每个灯塔装有16盏1000W的投光灯；码头前沿有8座灯塔，每个灯塔装有4盏400W的投光灯；2座引桥共有30盏路灯，每盏路灯250W日常生产作业中，都是依靠人工去现场逐一开启和关闭照明设施，不仅费事费力，如果碰上雷雨天气，人在户外行走及开关配电箱，还存在一定的安全隐患，而且公司目前作业箱量不大，堆场作业存在不均匀性，因此对照明设施及时开启和关闭的要求就显得尤为突出。
甬舟公司工程技术部积极谋划，根据现场作业的实际需要，开展了码头堆场照明集中控制的研发.从2013年1月项目开始到2013年4月底，公司已经完成上述基于WEB技术的码头堆场照明设施集中控制改造，并投入使用第二节 项目总体目标结合公司的实际情况，选择、制定切实可行的码头堆场照明控制方案并实施，以达到节能减排及方便管理的目的2. 码头堆场照明控制研究概况第一节 国内研究概况随着进出口贸易日趋繁荣，国内港口的作业生产均采用24小时全天候作业模式，规模庞大的灯塔群是保证码头、堆场夜间作业的必需设施，而灯塔照明消耗的电力能源是巨大的目前，各港口码头对灯塔照明系统的管理模式较为简单，具体表现为不论有无船舶、机械、人员作业，港口码头的灯塔都会通宵达旦地照明，浪费大量电力资源在照明控制方式上主要有时间控制、光控加时间控制，集中控制三种时间控制就是通过时控开关设定照明设施的开启和关闭；光控加时间控制的方式是在此基础上增加了感光元件，根据光线情况开启关闭照明设施；集中控制的方式则是应用自动控制技术和各种通讯手段，把港口的生产照明置于生产调度人员的集中控制之下，由生产调度人员根据具体的现场作业需要，有选择的控制照明设施的开启和关闭。
第二节 主要研究内容在比较了时间控制、光控加时间控制和集中控制三种码头堆场照明控制的方式，根据公司现状作业箱量不大，通宵作业情况少，并且堆场作业存在不均衡性，根据公司现下作业情况决定还是选用集中控制这样可以根据现场作业情况灵活调配，选择性的开启场地照明，做好节能减排第三章 技术方案实施第一节 总体技术方案码头堆场照明远程控制系统结合了PLC电气技术和IT信息技术，来实现对码头堆场照明的远程集中控制总体方案思路为：在公司现有的内部局域网的基础上,建立起PLC和后台服务器的通讯利用PLC方面的电气控制技术在硬件上对原有照明系统的继电器回路实施控制；利用IT方面的数据库技术和WEB技术,以网页的形式构建良好的人机界面来实现远程控制，以方便人员操作第二节 技术方案的具体实施在具体实施中，分为原理图设计、控制柜制做及接线、程序编写、WEB操作界面一 ）原理图设计：在原理图设计过程中，需要优先利用公司现有的设备设施，并充分考虑操作部门生产实际的需求，主要从以下几个方面进行考虑：1. 公司目前有3个变电所，其中1#变电所供给1#、2#引桥和码头灯塔照明，以及堆场内HH101、HH102、HH201灯塔照明，2#变电所供给堆场内HH103、HH104、HH203灯塔的照明，并且1#、2#变电所内均有计算机室的交换机，和主机房采用光纤通讯，因此，根据供电设施的分布，确定控制电缆线路的分布，既可以方便穿线，也便于管理。
示意图2. 堆场灯塔箱原有控制线路，分为手动和自动模式，并分成四组，由接触器分别控制，利用原有线路，自动挡位时增加远程控制各个接触器线圈的线路，就可实现控制照明 3.码头引桥照明也是通过接触器控制的，利用原有线路，增加远程控制各个接触器线圈的线路，实现控制照明设施原图纸 修改后图纸4.PLC的选型主要从满足使用功能，以及以后的扩展方面考虑，并考虑与目前现有的PLC能够互换通用，减少备件的种类设计中使用到的功能主要是数字量的输入输出，以及配套的通讯模块、扩展模块，要求并不高目前设备上使用的PLC主要有西门子S7-400、S7-300，S7-200三种，综合考虑，选用S7-200系列最具性价比，具体型号为CPU224CN，通讯模块采用带以太网接口的CP243-1，以方便与交换机的连接，输入输出模块采用EM223，并使用继电器隔离输入输出信号，初步设计PLC如下：主PLC模块和地址分配部分输入模块图部分输出模块图2. 控制柜制作及接线：控制柜放置于变电所内，靠近计算机机柜的位置，方便通讯线连接采用计算机机柜的UPS电源给PLC供电，控制柜正面放置主PLC模块以及输入输出继电器，背面放置端子排，并和继电器对应分组对应。
继电器的选型参照PLC输入输出模块的型号，以及灯塔内接触器线圈的电压等级，确定输入继电器线圈电压为220VAC，输出继电器线圈电压为24VDC，品牌选择施耐德系列考虑到每个堆场灯塔内有4组接触器，对应的继电器的数量上也选用4组作为控制命令，4组作为反馈信号使用三）程序编写PLC主程序PLC程序用于对原有的继电器的硬件回路实施软件智能控制，PLC采用西门子S7-200系统四）WEB操作界面第四章 技术创新点在具体实施中，公司码头堆场照明远了PLC电气技术和IT信息技术两大技术领域；在硬件控制上采用了PLC控制技术实现照明系统的智能化控制；在通讯和人机界面上采用IT的WEB技术实现了良好的人机交流环境，便于以后系统在功能上进一步扩展1.整个系统由于采用了网络化的设计，使得照明系统的使用极为简便人机界面采用瘦客户端理念，在公司网络的任何电脑上，不需要另程控制的创新点在于结合外安装任何程序，使用标准的IE浏览器，只要鼠标点点就可以实现多地点实时的生产照明的开和关；2.由于该系统具有多地同时控制的功能，为方便管理，我们增加了控制电脑的IP地址绑定功能，对允许操作的电脑进行授权；3.在操作界面上具备了照明状态显示功能。
在电脑屏幕上，使用不同颜色的按钮来显示灯塔的实时状态，不须出门、鼠标点点就可知道照明灯塔的开关状况；4.在安全上，该系统设置了检修模式，在该模式下只能就地操作，禁止远程操作，确保了照明检修时，人员的安全第五章 经济效益2013年4月底，成功启用码头堆场照明集中控制，实现了对现有堆场6个塔灯的单独控制，对2个泊位的塔灯、2个引桥的照明设施分组控制经测算，实施前1月至4月，耗电92085KWH，箱量为153122TEU，能耗比为0.6KWH/TEU；启用后至当年12月31日，耗电206970KWH，箱量为402891TEU，能耗比为0.51KWH/TEU，即实施后，每TEU可节约0.09KWH因此，实施后节约电量为：0.09×402891 = 36260KWH，节约电费为0.908×36260 = 32924元码头堆场照明集中控制实施成本具体数据如下：控制柜：16857×2 = 33714元PLC模块；（980 + 2145 + 520×2）×2 = 8330元控制电缆：16.2×1850 = 29970元 上述合计为72014元以2014年预计的箱量70万TEU测算72014 ÷ （0.09×700000） = 1.14 因此，预计1年左右收回成本。
第六章 结论基于WEB技术的码头堆场照明集中控制使用后，操作部反馈使用情况良好，符合本公司作业现场的实际情况，改善了照明设施的可操作性，提高了管理水平，达到了节能减排的目的，同时也为堆场照明设施的建造积累了宝贵的经验，对其他的港口也有很好的借鉴、推广价值 -全文完-。