浅谈港口机械电气自动化技术与控制

浅谈港口机械电气自动化技术与控制

胡春发

山东弘控智能科技有限公司山东省德州市253084

摘要：一个国家各城市港口建设水平是否具有较高先进性和完善性，能够侧面呈现出该国家的经济发展能力。特别是在我国社会现代化发展水平不断提高以及国际化地位不断稳固的背景下，进出口贸易量不断增加，使我国港口发展呈现出空前的繁茂状态。本文通过对港口机械电气自动化技术与控制相关内容展开详细分析，集中探讨了散货装卸自动化与港口机械电气自动化技术的控制特点以及应用途径，为我国港口机械电气自动化水平的进一步提高奠定坚实基础。

关键词：港口；机械电器；散货装卸；自动化技术；控制途径

引言

在港口机械设备装卸作业过程中，很多机械设备要进行长期的重复性工作，如果全凭人力操作，会浪费很多的人力资源，还会造成工作效率低下。司机长期作业在司机设备室内，经常因设备晃动带来的晕眩、炎热天气造成的中暑等问题带来了人身安全隐患。为了提高效率及解决安全隐患，许多港口已经开始探索如何对旧的港口装卸设备进行改造，如何将自动化控制技术应用在港口装卸生产过程中，南沙某港口在这方面取得了卓越的成效，通过采用自动化控制技术，将司机从装卸设备上转移到远程控制室内，远程控制装卸过程中的吊具开闭锁功能，改进PLC控制系统并结合优越的算法程序，使得岸桥的起升及运行过程更高效、更节能，采用先进的CPS集卡引导系统，最终实现了从装卸到水平运输全过程的半自动化控制水平。

1港口电气自动化发展现状

1.1港口的智能化

从发展实际状况考虑,当前港口的电气系统设备和设计技术仍需要国外大企业的提供,必须在综合运用PLC半自动、电脑监管系统等先进信息技术的情况下,进行港口码头的智能化发展。但目前中国港口码头的智能化发展,在软硬件、监管、综合调度等方面仍和发达国家有着很大差异。

1.2集装箱码头智能化

在世界的深度发展下,贸易与货物集装箱运送之间有着日益紧密的联系,进行智能化的实施可以大大提高海港装卸作业工作效率和装备能力。中国从上个世纪70时代中期就已大力推广集装箱货物运输,在蓬勃发展的流程中研发出了RTG、CC等先进设备,并在世界性的深刻负面影响下,得以普遍推广使用。但和发达国家一样,中国港口集装箱码头智能化发展水平还是面临着不少亟需提升的问题,包括对智能化港口体系的建立缺少有效研究、智能化港口体系没有对高效设施和先进系统的可持续发展。

2港口机械电气自动化技术与控制

2.1港口胶带运输机中PLC电气自动化技术的应用途径

对于PLC自动化控制技术而言，是提升传统港口皮带运输机工作质量和工作效率的关键因素，通常情况下，会以分布式结构为主。在港口胶带运输系统中，主要涉及三个重要组成元素：现场控制、现场检测器、控制站，并且在服务器、操作员监控中心、监控屏幕以及其他组件的共同辅助下，对实际运输状态进行实时监控。将中央控制单元安装在中央控制室中时，此时中央控制单元必须严格遵循TCP/IP协议标准，这样才能确保控制站与中央控制器之间的数据通信效果得到不断增强。在此过程中需要注意，对重要网络介质进行分类时，需要严格遵循以太网相关原则，当中央控制设备与数据通信之间的距离超过1200m时，连接中央控制设备和数据通讯时，不仅需要利用以太网的相关性特点，而且还要对这一过程进行多次重复，确保数据交互效果达到标准要求。

2.2在海港门式吊机中的运用

通过把PLC技术运用到海港门式吊机当中,即便在不断的运行中,可以使港口起重机一直处在平稳的工作状态下,从而减少了操纵系统失灵和机械敏捷性下降的问题。在操作的各环节,一般要求作业人员在使用主令控制器这一媒介基本上,合理地调节PLC进入、输出的外接终端,与联锁电路、过压集成电路和过流集成电路等。当直流24V信号同时发生于PLC入口与输出终端时,说明正常工作状态是为了对应门式起重机的PLC外围输入输出信息状况,在此基础上还可以使得合理控制驱动工作在中小型化继电器驱动设备控制线圈中同时进行,而接触器控制线圈在运动中的小型化继电器驱动上就会被触发,设备内的各个运转机构也相应起动，从而进入到正常工作模式。

2.3集装箱装卸自动化技术

1993年，荷兰在鹿特丹港的ECT码头，正式建立了全世界第一个自动化集装箱码头，随着自动化技术的不断发展，香港、新加坡、德国、日本都陆续建设了自动化集装箱码头。荷兰和德国在港口建设中运用了自动引导车技术，该技术在港口码头甚至铁路铁轨中都发挥了重要作用。与此同时，在建设新加坡港的自动围栏桥时，运用了远程手动操作技术，不仅能够对围栏桥的位置进行精准确定，而且构建的围栏桥整体重量较轻。2006年，我国第一家自动化集装箱工厂——高桥二期码头正式竣工，在实际运行过程中，不仅采取的测量方法以及激光定位方法具有较高准确性和科学性，而且还对先进的成像技术进行了充分利用，是全世界第一个能够进行自动检查和自动下放国内卡车的港口。

2.4散货装置自行扫描和控制的技术

对装料堆的队形布置、最大宽度、最小高度等做出及时的动态监控,会直接影响着干散货装载作业的完成质量。在传统的工作模式中,人们主要是利用肉眼观测的方法获取有关数据,尽管部分数据也可以利用摄像机等工具实现更为精确、更加快捷地提取,但还是不能保证数据的准确性,会使所获取数据和实际数值之间形成很大的偏差。料堆轮廓的检测技术可以对上述实际问题做出较大程度的改进,它主要是用激光测距的方法把目标定位并设置到抓斗卸船机和斗轮堆取料机中。另外,还可以确保所获数据的真实性与准确度,从而能够为作业的高效进行提供有力的数据支撑,从而降低了作业进行中所花费的时间成本,从而提升了作业效果。

2.4.1抓斗卸船的自动扫描和控制系统

对目标物品进行确认并明确该物品的部位、形态,在此基础上复原物品，同时,如能合理利用抓斗卸船的自动扫描系统和控制技术,还可以同时辨认多种目标,对船仓内物品的分布情况有个较为全面的认识,从而保证了作业任务的完成。

2.4.2斗轮堆取自动化扫描控制系统

这一关键技术与卸船机具有非常明显的相似之处,因为它们都是利用TPS技术所提取的各种数据,将这些信号和数据同PIC技术提取的各种数据加以密切的融合,并针对立体画表面特征实施各种复原与计算,进而获取具备一定真实感和精确度的原料堆位置及其立体形态的有关信息。

结语

在我国市场经济结构全面改革的背景下，通过对现代化改革理念以及多元化改革措施的积极利用，使我国在港口机械和电气自动化领域获得了巨大进步。港口机械电气自动化水平的不断提高，能够将其具有的智能性和自发性特点突出呈现出来。将电气自动化技术运用在港口设施设备的控制终端，并且通过对相关设备设施运行效率的不断提升，提升港口吞吐货物的流量，是促进我国港口贸易发展水平不断提高的有效途径。

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