港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

薛靜賢

摘要：在港口負(fù)責(zé)日常裝卸的各類大型機(jī)械設(shè)備，其日常工作普遍具有重復(fù)性。在裝卸過程中應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)，可以大大降低人力物力成本，提高工作效率，降低安全風(fēng)險。港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)已成為確保繁重裝卸任務(wù)高效高質(zhì)完成的有效途徑之一。本文分析了港口機(jī)械設(shè)備自動控制技術(shù)的具體要求和應(yīng)用，分析了現(xiàn)階段存在的一些問題，提出了相應(yīng)解決措施。

關(guān)鍵詞：港口設(shè)備;電氣自動化技術(shù);應(yīng)用

前言：長期以來，港口貿(mào)易一直是推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。由于國家的大力支持，電氣自動化技術(shù)發(fā)展迅速。其在港口碼頭的合理應(yīng)用，可以保證裝卸設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，是切實(shí)有效的港口設(shè)備優(yōu)化方向。其中，PLC技術(shù)是電氣自動化技術(shù)一項(xiàng)重要內(nèi)容，對降低工作壓力、提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率起積極作用，已成為港口設(shè)備優(yōu)化的主要手段。

1、港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)

港口裝卸工作環(huán)境相對較差，日常工作過程中常見各種復(fù)雜場景。此外，由于機(jī)械設(shè)備數(shù)量眾多，在正常工作過程中需要相互協(xié)調(diào)，極易發(fā)生安全事故。因此更需應(yīng)用港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)，以保證生產(chǎn)工作正常開展，并進(jìn)一步提高裝卸效率。

港口電氣自動化技術(shù)主要包括有交流變頻化、無線數(shù)據(jù)通信、數(shù)字化調(diào)速動系統(tǒng)等類型。在應(yīng)用過程中，應(yīng)結(jié)合具體工作需要選擇合適類型，使其切實(shí)有效發(fā)揮作用。近年來，在相關(guān)相關(guān)高尖端技術(shù)支持下，PLC技術(shù)逐漸得到完善與應(yīng)用。PLC技術(shù)數(shù)據(jù)輸入和輸出與傳統(tǒng)方式有著明顯區(qū)別，其模擬化和數(shù)字化特點(diǎn)能在一定程度上提高機(jī)械設(shè)備控制精度和運(yùn)行效率，減輕了工作人員工作壓力，提升了港口貿(mào)易經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2、港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1港口堆取料機(jī)

港口堆取料機(jī)是一種高效機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于港口裝卸中。港口堆取料機(jī)的應(yīng)用，不僅可以進(jìn)一步提高工作效率，而且可以有效避免傳統(tǒng)工作方式誤差大的問題。然而，由于其仍處在初期研究階段，并未在社會層面得到深度應(yīng)用，一些港口仍采用手動或半自動控制。港口裝卸作業(yè)效率在很大程度上受堆取料機(jī)效率影響，因此，管理者應(yīng)充分重視解決現(xiàn)階段的各種問題，進(jìn)一步提高自動控制技術(shù)工作效率。

2.2港口膠帶運(yùn)輸機(jī)

在操作港口設(shè)備的過程中，港口膠帶輸送機(jī)主要執(zhí)行控制港口系統(tǒng)運(yùn)行的任務(wù)，對港口工作協(xié)調(diào)發(fā)展中發(fā)揮重要作用，當(dāng)前技術(shù)正明顯向PLC方向發(fā)展。在這個過程中，如果能夠充分發(fā)揮 PLC 集中控制系統(tǒng)的積極作用，將其作為運(yùn)輸機(jī)的基礎(chǔ)，就能實(shí)現(xiàn)工業(yè)電視系統(tǒng)和調(diào)度電話系統(tǒng)有效融合，從而使監(jiān)督更為全面化和系統(tǒng)化，在網(wǎng)絡(luò)化方面也表現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢。為了有效發(fā)揮膠帶運(yùn)輸機(jī)作用，還必須充分強(qiáng)調(diào)PLC的關(guān)鍵作用，其對提高運(yùn)輸生產(chǎn)效率具有一定影響。

2.3港口門座式起重機(jī)

在港口貿(mào)易領(lǐng)域，貨物運(yùn)輸、裝卸非常重要。而傳統(tǒng)貨物運(yùn)輸、裝卸主要依靠人工力量。隨著生產(chǎn)力提高，人工工作量增加，如果將自動化技術(shù)應(yīng)用于裝卸和運(yùn)輸貨物過程中，可以減輕工作人員勞動壓力，提升港口貿(mào)易經(jīng)濟(jì)效益。例如，借助電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢，可以優(yōu)化和持續(xù)改進(jìn)港口起重機(jī)性能，以提高其運(yùn)行效率、穩(wěn)定性和安全性，減少不必要的安全事故。在對其改造工作中，主要是以CAD圖紙作為依據(jù)，利用Solidworks軟件對其運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行3D建模處理。借助ADAMS（機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析）軟件，將前期的模型導(dǎo)入到其中。完成上述工作后，還需要對其動力學(xué)和功能進(jìn)行分析[2]。使用ADAMS軟件和Simulink軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真。根據(jù)門座式起重機(jī)功能，建立了立防搖控制的多種數(shù)學(xué)模型，并逐一分析，最終選擇合適的模型。將改造后的門座式起重機(jī)用于港口運(yùn)輸工作，在一定程度上解決了傳統(tǒng)裝卸工作效率低、時間和成本消耗大等問題。

3、港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用問題及優(yōu)化發(fā)展

在實(shí)際應(yīng)用過程中，很多自動化控制硬件設(shè)施還不能滿足需求，惡劣環(huán)境更會導(dǎo)致硬件問題出現(xiàn)?？刂萍夹g(shù)應(yīng)用也存在一定不足，主要原因是現(xiàn)階段的控制算法還有待優(yōu)化。在港口自動化設(shè)計流程中，還需要人為參與某些工序。現(xiàn)階段的控制算法存在較大滯后性，往往出現(xiàn)誤差之后才進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣的控制算法很難應(yīng)對復(fù)雜場景?，F(xiàn)階段，港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)仍存在諸多不足，必須針對性地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化港口設(shè)備。

3.1優(yōu)化自動控制流程

為了解決上述問題，需要進(jìn)一步提高港口機(jī)械設(shè)備自動化和智能化水平。首先，科學(xué)規(guī)劃自動控制過程有助于提高電氣自動控制整體水平。其次，完善的自動控制流程可用于引導(dǎo)水平運(yùn)輸設(shè)備至精確位置。同時，采用標(biāo)準(zhǔn)化的裝卸工藝，利用吊具中鎖記憶功能，明確整個港區(qū)雙箱裝卸時雙箱間距，能減少吊具中鎖間距的調(diào)整時間損耗。各大自動化碼頭或一些參與了半自動化改造的，往往采用CPS控制系統(tǒng)、OCR控制系統(tǒng)、TDS 控制系統(tǒng)、BTG 控制系統(tǒng)、SPSS 控制系統(tǒng)等自動化技術(shù)[3]。

3.2優(yōu)化控制算法

港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)，算法是核心內(nèi)容。不同算法在工作過程中具有不同特點(diǎn)。最常用的PID控制算法存在較大的時滯，在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)偏差問題。基于此，必須優(yōu)化控制算法。在算法優(yōu)化過程中，應(yīng)當(dāng)將這些學(xué)術(shù)界的主流控制算法進(jìn)行更多落地處理?？刂扑惴ㄐ枰岣呖刂撇呗跃群涂刂颇芰Γ源_保機(jī)械設(shè)備能夠按照預(yù)定的軌跡運(yùn)行或規(guī)避，以實(shí)現(xiàn)獲得更高程度生產(chǎn)過程自動化。

結(jié)語：

電氣自動化技術(shù)和港口機(jī)械設(shè)備的融合發(fā)展有利于進(jìn)一步提升港口裝卸工作運(yùn)行效率。目前，港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用還存在很多問題，有關(guān)人員要繼續(xù)加強(qiáng)研究，針對性地解決各種問題。以達(dá)到促進(jìn)港口自動化快速發(fā)展，為提高港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平奠定基礎(chǔ)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳均忠，叢海利，鄧海龍，閆相文，張志群.港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用與探索[J].設(shè)備管理與維修，2021（18）：153-154.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.09D.85.

[2]遲金生，李小陽，張亞飛.港口設(shè)備電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].中國高新科技，2021（18）：119-121.DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2021.18.54.