浅析港口机械电气自动化技术与控制

浅析港口机械电气自动化技术与控制

刘瀚林

身份证号：370481199303010930

摘要：自动控制是一个软件和硬件相结合的过程，在港口中，实现自动控制有着非常重大的实际价值，它在降低生产效率，降低人力成本等方面有着巨大的优势。在今后，港口的自动化发展和智能化发展是必然的，在目前阶段进行技术创新时，先进的自动化控制设施的研发可以给自动化的发展提供有力的保证。为了保证系统的有效性和稳定性，陆舟必须在软件上进行改进。在实践中，港口的机械设备也必将向着智能的方向发展，为港口的装卸作业提供更多的协助，从而使人力资源得到进一步的释放。

关键词：港口机械；电气自动化；技术与控制

1港口电气自动化技术概述

1.1港口设备自动化技术需求

首先，对其进行了硬件方面的研究。在以前的情况下，要对机器装备进行改进，就必须加强对机器装备的硬件设施。若电路结构不稳定，或是硬件的品质较低，则在使用的时候，很有可能会因为环境的原因，或是人为的原因，而使机械设备发生重大的故障，给正常的生产带来巨大的损失。不管是人为干预，或者是自动干预，都会对装备造成很大的损害，由此可以看出，装备对装备的要求有多高。其次，从系统的角度出发，对系统的功能进行了研究。所谓的自动化，就是指对中央的控制装置进行操作，从而达到对其进行自动控制的目的。在具体的工艺流程中，利用该方法对工艺流程进行了优化，实现了工艺流程的优化，大大提高了工艺流程的优化效率。24小时无人值守，大大减轻了工人的劳动负担，减少了工人的生命危险。自动控制软件系统以计算机主控为基础，通过分布式的布置、现场总线技术、优化算法等方式，可以在远程监控中对远程控制装置进行操作，最终达到港口机械设备的正常装卸功能，这种发展趋势是较为理想的自动化水平。当前，港口中的自动化生产只是其初步的要求，仍需人工协助对吊具的开闭锁功能进行控制，而在今后，则应向更完善的港口机械设备的自动化和智能化发展方向发展。在未来的港口自动化工艺设计中，要采用更多的智能机器人，采用更先进的视觉识别技术，采用更完善的更安全可靠的冗余控制技术，采用更优化的算法，展开路线规划和轨迹跟踪，并对其进行全局规划。在保证其自动化运作功能的前提下，要可以进行模式识别，可以进行感知定位，可以主动规避危险，只有这样，才能实现了真正的无人化操作模式。

1.2自动化控制的应用程度及存在问题

探讨现阶段的自动化技术需求程度，有利于有针对性地提出改善方案，也可以了解到当前的技术上的缺陷，更好地进行技术创新，为港口设备提供更多的发展方向。在实践中，许多自动控制系统的硬件设备仍然无法达到要求，而且在复杂的工作条件下，系统的硬件设备也会发生故障。在控制技术的运用上，也有一些缺陷，这是因为目前的控制算法尚需进一步完善，在港口自动化的设计过程中，仍有一些步骤需要人工进行操作，这属于初步的自动化运用，虽然可以在短时间之内，对港口生产的缺陷进行了有效的改善，但要想取得长足的发展，真正的实现自动化的生产，仍然有着很长的一段时间。特别是，在目前阶段，部分智能路径规划、轨迹跟踪、智能定位等功能仍有许多缺陷，这主要是因为环境较为复杂，所面对的环境较为特殊，相关的技术尚不成熟等因素，从而造成了目前阶段的自动化控制问题。在这一阶段，采用了 PID控制， LQR控制， MPC控制等，其中一些是针对误差调节，一些是针对轨迹跟踪。

2PLC电气自动化技术与控制

2.1PLC在港口门式起重机中的应用

将 PLC技术与港口式门吊车相结合，可以很大程度上解决了港口门市吊车存在的问题，从而提升了吊车的灵敏度，并增强了吊车的稳定性。当操纵码头吊车时，操作者必须通过操纵指令控制器，对 PLC外部接口，连锁电路，过压电路，过流电路等进行有效地控制，保证24 V的 DC信号，使小型继电器能够顺畅地运转，使机器内的各部件能够正常工作。

2.2PLC在港口集装箱桥式起重机中的应用

装卸桥电力系统具有两大特征，即信息交互多，设备分布广泛。将该系统与 PLC相配合，可实现 PLC的总体工作状况，并构建出一套强有力的信息共享体系，提升了设备关联控制的品质与效率。除此之外，假如 PLC技术可以被有效地应用到港口集装箱桥式起重机电气自动化之中，可以提高有关数据的精度和综合性，从而让工程技术人员可以在第一时间内，对系统中存在的问题进行识别，并采用合适的方法来对其进行处理和改进，这一定会让整个系统和设备运行的稳定性得到提高。

3散货装卸自动化技术与控制

3.1 集装箱装卸自动化技术

一九九三年，荷兰鹿特丹港口 ECT站，成为全球首座全自动化货柜港，随后，香港，新加坡，德国，日本等国家相继兴建了全自动化货柜港。荷兰、德国等国家已将无人驾驶车辆用于港口施工，这一技术已成为港口、码头、乃至轨道交通等领域的一项重大技术。同时，在新加坡港口建造自动化围栏桥过程中，采用了遥控人工操纵技术，不但可以精确定位围栏桥的定位，还可以使建造的围栏桥具有更小的质量。高桥二期码头是中国首座自动化的集装箱生产基地，其在生产实践中采用的测量方式和激光定位方式精度更高、更科学，并充分运用了图像技术，是全球首个实现国产货车自动卸载的港口。

3.2 散货装备自动扫描与控制技术

在实际生产中，物料最大高度、最小高度以及对形分布等都会对其产生很大的影响，因而需要对其进行实时、动态的监控。通过有效地运用料堆形状自动检测技术，可以在激光测距的帮助下，在斗轮堆取料机和抓斗卸船机中设置目标定位系统，保证获得的数据的精度和真实性。在此基础上，提出了一种新的面向对象建模方法，并提出了一种新的建模方法。以下是一个详细的例子：

3.2.1抓斗卸船自动化扫描与控制

这种方法不但可以精确地判定出被测对象，同时也可以确定被测对象的形态和定位，并在这个基础上实现被测对象的复原。同时，通过对抓斗卸船自动化扫描和控制技术的合理运用，可以在同时对多个目标进行辨识，从而可以对船舱中有关物质的真实分布状况进行完整的认识，从而可以在保证工作质量的前提下，成功地完成工作。

3.2.2斗轮堆取自动化扫描控制

在性能层次上，此技术与卸船机有着高度相似的特点，两者都是利用 TPS，对其所提供的各种数据进行分析，并与 PLC所提供的各种数据相融合，经过对其进行高效的整合和梳理，在三维表面的基础上，将各种还原算法一一有效地实施。该方法不但可以保证所求出的材料堆积点的精度与可靠性，还可以获取与堆积点三维形态有关的信息。

结语：

总之，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和多样化改革措施的积极运用，使得我国在港口机械和电气自动化领域取得了重大进展。随着港口设备的电气自动化程度的不断提升，其智能化、自发性的特征也日益凸显。将电气自动化技术应用于港口设施设备的控制终端，并通过持续地提高相关设备设施的运转效率，来增加港口吞吐货物的流量，这是推动我国港口贸易发展的一条有效途径。

参考文献：

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