港口大型機(jī)械電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用要點

殷繼冰

盤錦港集團(tuán)有限公司第一分公司 遼寧盤錦 124211

1 機(jī)械電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用于港口的現(xiàn)狀

機(jī)械電氣自動化被運用于各個領(lǐng)域后，我國港口裝卸運輸過程中也開始采用了機(jī)械電氣自動化技術(shù)，在很大程度上提升了港口的運輸效率，然而由于我國機(jī)械電氣自動化技術(shù)起步較晚，因此機(jī)械電氣自動化的研究和應(yīng)用水平比較低，與發(fā)達(dá)國家相比還具有一定的差距，這主要表現(xiàn)在當(dāng)前我國港口機(jī)械電氣自動化設(shè)備的基礎(chǔ)性設(shè)施較差，沒有形成統(tǒng)一且較為完善的一套自動化控制流程，除此之外，在港口電氣自動化控制的過程中對計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也存在不足，因此我國需要加強(qiáng)電氣自動化技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高我國港口的自動化水平[1]。

2 港口大型機(jī)械電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用要點

2.1 港口機(jī)械的自動化功能設(shè)計

在電子自動化技術(shù)與控制應(yīng)用背景下，港口機(jī)械企業(yè)不僅要注重機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造的自動化，還需注重港口機(jī)械本身的自動化生產(chǎn)，通過優(yōu)化設(shè)計，使其具備自動化功能，滿足港口生產(chǎn)的需求。以某港口機(jī)械企業(yè)設(shè)計生產(chǎn)的膠帶運輸機(jī)為例，港口機(jī)械企業(yè)以膠帶運輸機(jī)的實際運行為基礎(chǔ)，在設(shè)備內(nèi)部引入現(xiàn)場控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由現(xiàn)場控制模塊、現(xiàn)場檢測模塊與控制中心三部分組成，可與膠帶運輸機(jī)應(yīng)用現(xiàn)場的監(jiān)視屏、港口監(jiān)視中心與操作人員的裝置連接，實現(xiàn)港口生產(chǎn)的自動化。為保障膠帶運輸機(jī)的自動化功能有效落實，該港口機(jī)械企業(yè)引入PLC 控制器，配置TCP/IP 協(xié)議，在膠帶運輸機(jī)運行期間，可實時采集運輸參數(shù)，利用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)膠帶運輸機(jī)的實時控制，提高港口機(jī)械設(shè)計水平，為港口生產(chǎn)提供先進(jìn)設(shè)備。

2.2 港口機(jī)械的自動化生產(chǎn)加工

在以往的人工機(jī)械生產(chǎn)模式下，港口機(jī)械普遍存在精度與質(zhì)量問題。在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的規(guī)模化、參數(shù)化與自動化背景下，港口機(jī)械生產(chǎn)問題尤為突出。針對該現(xiàn)象，港口機(jī)械企業(yè)需將電氣自動化技術(shù)與控制引入港口機(jī)械的生產(chǎn)加工中，利用機(jī)械設(shè)備替代人工操作，提高生產(chǎn)精度，降低生辰成本。在電氣自動化技術(shù)與控制中，生產(chǎn)人員可在計算機(jī)內(nèi)輸入港口機(jī)械器件的生產(chǎn)參數(shù)，由計算機(jī)控制機(jī)械設(shè)備以該制造參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，使生產(chǎn)的港口機(jī)械產(chǎn)品表現(xiàn)出高度的一致性，減少殘次品的出現(xiàn)率。例如，某港口機(jī)械企業(yè)在生產(chǎn)門式起重機(jī)時，引入PLC 技術(shù)，通過可編程邏輯控制器，編制門式起重機(jī)的生產(chǎn)流程，生產(chǎn)人員可根據(jù)客戶的個性化需求，適當(dāng)調(diào)節(jié)參數(shù)，改變可編程邏輯控制器中的程序參數(shù)，快速生產(chǎn)符合客戶需求的高質(zhì)量門式起重機(jī)，為港口機(jī)械企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2.3 自動裝卸技術(shù)

自動裝卸技術(shù)最早運用得國家是荷蘭，在20 世紀(jì)90 年代鹿特丹港口建立了ETC 碼頭，這極大地提高了碼頭集裝箱裝卸的效率，因此日本、新加坡以及我國的香港隨后也開始運用自動裝卸技術(shù)，各國運行自動化裝卸技術(shù)的情況不盡相同，其中德國和荷蘭采用的是同種方式，這兩個國家在堆場中使用自動化導(dǎo)向車、軌道式龍門吊進(jìn)行裝卸，而使用人工操作設(shè)施和遙控吊具技術(shù)對外集卡裝卸進(jìn)行控制；新加坡則在自動化堆場中使用了高架式自動化場橋技術(shù)，這一技術(shù)僅僅適用于內(nèi)集卡作業(yè)，應(yīng)用范圍比較有限，但具有能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位的優(yōu)勢；在中國香港和日本則建設(shè)的則是軌道式龍門吊等半自動化技術(shù)，這樣的設(shè)計使得在裝箱過程中只能通過大車自動化運轉(zhuǎn)，不僅如此，在內(nèi)、外集卡裝卸過程中均需要進(jìn)行人工操作。

2.4 散貨裝備自動掃描與控制技術(shù)

能否對料堆的隊形分布、最大高度、最小高度進(jìn)行實時的動態(tài)監(jiān)測，會直接影響到散貨裝卸作業(yè)的完成質(zhì)量。在傳統(tǒng)的工作模式當(dāng)中，大多是通過肉眼觀察的方式得到相關(guān)數(shù)據(jù)，雖然有些數(shù)據(jù)也能夠借助攝像機(jī)等工具進(jìn)行更加準(zhǔn)確、更加高效地獲取，但仍然不能夠保障數(shù)據(jù)的精確性，會使所獲數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生較大的誤差。料堆輪廓自動檢測技術(shù)能夠?qū)@些問題進(jìn)行很大程度的完善，它是利用激光測距的方式將目標(biāo)定位系統(tǒng)安放在抓斗卸船機(jī)以及斗輪堆取料機(jī)當(dāng)中。此外，還能夠保障所獲數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性，可以為作業(yè)的高質(zhì)量完成提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，減少作業(yè)完成所耗費的時間成本，提高作業(yè)效率。

（1）抓斗卸船自動化掃描與控制。它能夠?qū)δ繕?biāo)物體進(jìn)行確認(rèn)并明確該物體的位置、形狀，在此基礎(chǔ)上還原物體。同時，如果能夠合理運用抓斗卸船自動化掃描與控制技術(shù)，還能夠同時識別多個目標(biāo)，對船倉內(nèi)物料的分布有一個更加全面的了解，保障作業(yè)任務(wù)的順利完成。

（2）斗輪堆取自動化掃描控制。這一技術(shù)和卸船機(jī)有著非常明顯的相似性，它們都是通過TPS 所提供的各類數(shù)據(jù)將這些信息和數(shù)據(jù)同PIC 技術(shù)提供的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行緊密的結(jié)合，針對立體畫表面落實各類還原算法，從而得到具有一定真實性和準(zhǔn)確性的料堆位置以及立體形狀的相關(guān)信息[3]。

3 結(jié)語

港口運輸對于國內(nèi)外貨物貿(mào)易有著關(guān)鍵性的意義，港口吞吐量的大小直接影響到了國內(nèi)外貨物貿(mào)易量是否能夠上升。上個世紀(jì)90 年代以來，通過機(jī)械電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)，當(dāng)前港口貨物識別效率和貨物裝卸速度明顯提升，這使港口的運轉(zhuǎn)效率得到了有效提升，顯著地推動港口的發(fā)展和建設(shè)，極大地增加了港口的每年貨物的吞吐量。對于國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來具有促進(jìn)作用，因此研究機(jī)械電氣自動化控制技術(shù)在港口中的應(yīng)用非常必要。