自動化新技術(shù)在港口的應用與發(fā)展研究

陳 帥，趙廣申

（中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司，北京 100088）

我們必須緊密結(jié)合我國經(jīng)濟發(fā)展的具體實際，綜合考量我國港口行業(yè)發(fā)展的未來趨勢，堅持技術(shù)創(chuàng)新，更新發(fā)展觀念，從而推動我國港口行業(yè)不斷向前發(fā)展。

1 自動化新技術(shù)概況分析

所謂“自動化新技術(shù)”，指的是涵蓋了控制論、信息論、系統(tǒng)工程和計算機科學技術(shù)等多門學科的新興技術(shù)形式，且學科之間相互依存、相互聯(lián)系的綜合性技術(shù)，這種新技術(shù)在一定程度上推動著自動化的發(fā)展進程。

自動化技術(shù)在當前的發(fā)展過程中取得了較好的成果，將自動化技術(shù)應用到社會發(fā)展的各個領(lǐng)域具有重要的意義，通過分析自動化新技術(shù)的多樣化發(fā)展趨勢，重點解析自動化新技術(shù)的社會意義十分必要，比如機電一體化技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化、控制智能化、機械功能多元化等。

2 自動化新技術(shù)在港口的應用研究

當前，在港口建設(shè)過程中運用自動化新技術(shù)是港口事業(yè)發(fā)展的重要組成部分，只有提升了自動化新技術(shù)的整體水平，港口的綜合競爭力才能得到提升。因此，在當前乃至今后一個時期，自動化新技術(shù)的應用對港口的發(fā)展具有積極意義。

2.1 實現(xiàn)裝卸系統(tǒng)自動化

裝卸系統(tǒng)是港口運轉(zhuǎn)過程中的重要部分，其自動化水平?jīng)Q定了港口及碼頭的實際生產(chǎn)效率。在當前的發(fā)展過程中，自動化技術(shù)的大量引入，使得裝卸系統(tǒng)生產(chǎn)效率大大提高，對港口的發(fā)展起到了重要作用。

2.1.1 自動化電機驅(qū)動設(shè)備

在以往的碼頭中，應用的裝卸機械主要是門式起重機等，這類電力驅(qū)動方式具有方便、簡單易操作等特點，但是，也極易造成高能耗和效率低等問題。在20世紀，可控硅SCR在直流驅(qū)動系統(tǒng)中的應用促進了電力驅(qū)動方式的進一步革新，并且這種方式在今天的裝船機和橋式起重機中仍在使用。但是，這種方式在高速和低速運轉(zhuǎn)時都具有一定的不可控性，會造成低效和電網(wǎng)的污染。在20世紀80年代，隨著電子信息化水平的不斷提高，大功率電子設(shè)備得到了普遍應用，CTO、IGBT以及PIC等不斷得到普及和更新?lián)Q代，使得電機驅(qū)動設(shè)備的自動化水平不斷提高。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)與通信

在散貨碼頭，控制系統(tǒng)主要有集成式和分布式兩種，兩者之間的主要區(qū)別在于兩個系統(tǒng)中主機的數(shù)量——集成式系統(tǒng)中由一個主機控制完成，而分布式則是由多臺主機控制，并且每臺主機各自有其控制的系統(tǒng)。在輸送系統(tǒng)中，由于其本身的獨特性，分布式系統(tǒng)的應用較為廣泛。但是，對于控制網(wǎng)絡(luò)而言，首先應該考慮的因素是其傳播的速率、媒介、距離以及節(jié)點等。根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的應用不同，可以將其劃分為管理級、控制級、現(xiàn)場設(shè)備級以及遠程I/O。管理級網(wǎng)絡(luò)具有速度快、容量大等優(yōu)點，可以進行實時數(shù)據(jù)的交換，及時為決策提供精準的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；控制級網(wǎng)絡(luò)可以有效地完成自動化任務，主要的功能是對生產(chǎn)設(shè)備進行控制及對生產(chǎn)過程進行嚴密的監(jiān)控，為生產(chǎn)質(zhì)量的提高提供一定的保障；現(xiàn)場設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)主要用于實現(xiàn)PLC和現(xiàn)場設(shè)備之間的連接，以到達有效聯(lián)通的目的；遠程I/O是應用較早的一種通信技術(shù)，并且日趨成熟，逐步向高速和可靠的方向發(fā)展。

2.1.3 在線管理系統(tǒng)

在線管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容是信息采集技術(shù)和報警系統(tǒng)，其流程主要包括采集數(shù)據(jù)信息、統(tǒng)籌信息及調(diào)查有關(guān)機械設(shè)備的信息。采集數(shù)據(jù)信息主要是指相關(guān)操作人員在實際調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過對控制系統(tǒng)進行控制，將實際工作狀況、工作起止時間、工作開展進度等數(shù)據(jù)信息進行收集；統(tǒng)籌信息主要是指將介入口與數(shù)據(jù)源相連接，通過軟件處理技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理，以獲得動態(tài)信息。有關(guān)機械設(shè)備的信息是工作正常開展的重要條件，通過對機械設(shè)備的實際工作情況進行監(jiān)控，獲得動態(tài)數(shù)據(jù)信息。

2.2 實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化

計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我國的信息技術(shù)水平不斷提升，并且電子信息技術(shù)不斷與電力管理系統(tǒng)相結(jié)合，使得電力系統(tǒng)的自動化水平不斷提高，主要體現(xiàn)為變電所已經(jīng)向綜合化和自動化的方向發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了無人管理。

在當前的變電所正常運轉(zhuǎn)過程中，已經(jīng)無相關(guān)工作人員的參與，通過調(diào)控端與變電端相結(jié)合來完成，并且輔之以相應的計算機控制技術(shù)。這種自動化電力系統(tǒng)主要有2種類型，一種是常規(guī)的遠動力系統(tǒng)，另一種是綜合自動化系統(tǒng)。但是，無論哪一種，都必須加以考慮的是保證其監(jiān)控系統(tǒng)的無障礙運轉(zhuǎn)，以免因相關(guān)零件損壞而對電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)造成影響。因此，應對電力系統(tǒng)進行特殊的防護和隔離。

2.3 實現(xiàn)集裝碼頭自動化

自動化水平的不斷提高使集裝箱式起重機在碼頭的應用過程中發(fā)揮更加重要的作用，這不僅有效地提高了工作效率，還在一定程度上提高了操作的安全性。為了進一步提高集裝箱式起重機的工作效率和安全性，在其應用過程中已經(jīng)引入了GPS技術(shù)和無線遙感技術(shù)，極大地提高了集裝箱場地的工作效率和工作速度，逐步實現(xiàn)了與前方起重機之間的有效協(xié)調(diào)。同時，裝卸技術(shù)的不斷改進，也對集裝碼頭的自動化起到了一定的促進作用，保證了工作的可靠性和高效性。

3 自動化新技術(shù)在港口應用中的發(fā)展趨勢

3.1 專業(yè)化

近些年來，在港口發(fā)展中應用自動化新技術(shù)已經(jīng)成為港口行業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，但是，單純依靠傳統(tǒng)的技術(shù)運行，早已無法適應當前經(jīng)濟發(fā)展的狀態(tài)，更無法適應新時代經(jīng)濟發(fā)展的要求。因而，在當前的港口行業(yè)發(fā)展過程中，專業(yè)化成為發(fā)展的重要趨勢，并且已經(jīng)體現(xiàn)在高技術(shù)設(shè)備和高質(zhì)量的服務中。

3.2 “三化”新趨勢

在當前港口經(jīng)濟發(fā)展過程中，資源節(jié)約化、環(huán)境友好化、發(fā)展創(chuàng)新化已經(jīng)成為了新的發(fā)展趨勢，因此，不僅要注重對技術(shù)的提升和融入，更要注重對這種新趨勢的把握與應用。

4 結(jié)束語

在信息化時代，全世界范圍內(nèi)各個行業(yè)的競爭空前激烈，港口行業(yè)也不例外。在當下港口行業(yè)發(fā)展的過程中，引入自動化新技術(shù)無疑能夠有效地應對港口行業(yè)中存在的諸多問題，從而對癥下藥，有針對性地應對我國港口發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和存在的不足，進而促進我國自動化新技術(shù)更加成熟，推動我國港口行業(yè)的完善與發(fā)展。

參考文獻：

［1］謝明昕.關(guān)于港口電氣自動化發(fā)展的思考［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2017（14）.

［2］盧雙雙.物流地產(chǎn)開發(fā)啟動現(xiàn)代化港口運營新模式［J］.港口經(jīng)濟，2015（06）.