港口機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制探討

杜朋 國(guó)投中煤同煤京唐港口有限公司

港口電氣自動(dòng)化是現(xiàn)代化港口建設(shè)的組成部分，主要針對(duì)港口電氣設(shè)備的管理以及運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)化控制。電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要港口機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有機(jī)整合。自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要通過(guò)繼電器、定時(shí)器、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)港口機(jī)械的控制，而這些電氣設(shè)備則需要集成人工智能與自動(dòng)化操作管理系統(tǒng)的控制平臺(tái)進(jìn)行操控。從實(shí)際的應(yīng)用情況來(lái)看，港口機(jī)械主要以起重機(jī)械為主，具有非常突出的特征，所以機(jī)械的電氣自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)難度較低，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，能夠極大提高港口機(jī)械的工作效率，促進(jìn)港口現(xiàn)代化建設(shè)。

一、電氣自動(dòng)化控制技術(shù)概述

（一）電子自動(dòng)化控制理念

如今電氣自動(dòng)化控制理念已經(jīng)滲透到社會(huì)發(fā)展的眾多領(lǐng)域。電氣自動(dòng)化控制不僅提高了機(jī)械管理效率，同時(shí)還降低了機(jī)械控制的人力資源投入。電氣自動(dòng)化控技術(shù)理念主要表現(xiàn)為兩個(gè)特征。其一，對(duì)機(jī)械進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)管理，能夠極大的提高機(jī)械操控效率。不僅如此，基于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠改變傳統(tǒng)機(jī)械控制復(fù)雜的流程，降低操作難度。機(jī)械操控人員可以通過(guò)控制系統(tǒng)，批量進(jìn)行機(jī)械的操作，降低管理難度[1]。其二，利用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以對(duì)機(jī)械工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能夠避免機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障，對(duì)于降低機(jī)械維修成本具有非常高的價(jià)值。所以，推廣和普及機(jī)械電氣自動(dòng)化是未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)，需要加以重視。

（二）電氣自動(dòng)化控制技術(shù)特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在其對(duì)機(jī)械控制管理的優(yōu)勢(shì)上。首先，機(jī)械電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠利用編程軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)械的自動(dòng)運(yùn)行控制，不僅機(jī)械操控更加精準(zhǔn)，同時(shí)還可以提高機(jī)械的運(yùn)行速度，使其創(chuàng)造更大的效益。其次，利用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械的管理，管理中心能夠通過(guò)指令和數(shù)據(jù)反饋來(lái)管理機(jī)械的運(yùn)行，相較于人工機(jī)械操控，反應(yīng)速度更快。最后，機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以節(jié)約機(jī)械管理投入的人力資源，自動(dòng)化管理界面操作方便，降低了機(jī)械操控難度，隨著自動(dòng)化管理技術(shù)與人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)使自動(dòng)化水平更上一層樓。

二、基于PLC的電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制

（一）應(yīng)用于港口門(mén)式起重機(jī)

PLC（編成軟件）應(yīng)用于港口機(jī)械的自動(dòng)化控制，是當(dāng)前港口機(jī)械電氣自動(dòng)化控制的主要方式。不僅技術(shù)成熟，而且能夠保障機(jī)械的高效精確運(yùn)轉(zhuǎn)。將PLC 應(yīng)用于港口門(mén)式起重機(jī)，即使起重器高強(qiáng)度作業(yè)頻繁進(jìn)行操作，也能夠保障起重機(jī)械運(yùn)行的穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生程序混亂或者機(jī)械失靈的情況[2]。在實(shí)際應(yīng)用中，需要提前在門(mén)式起重機(jī)主令控制器上進(jìn)行程序的編寫(xiě)，通過(guò)預(yù)先設(shè)置的程序，控制相關(guān)電子元件的工作，完成對(duì)起重機(jī)械的操控管理。

（二）應(yīng)用于港口集裝箱橋式起重機(jī)

橋式起重機(jī)與港口門(mén)式起重機(jī)存在一定的差別，不僅操作更為復(fù)雜，而且橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互頻繁，設(shè)備分布范圍廣。采用PLC 進(jìn)行港口橋式起重機(jī)自動(dòng)化控制，需要進(jìn)一步細(xì)化PLC 數(shù)據(jù)，使其能夠在不同的機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)下，根據(jù)實(shí)際需要發(fā)布相應(yīng)的控制指令，驅(qū)動(dòng)電氣系統(tǒng)完成對(duì)機(jī)械的自動(dòng)化控制。在橋式起重機(jī)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠針對(duì)PLC 數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，追溯故障發(fā)生原因，為起重機(jī)械的檢修提供參考。而且利用起重機(jī)系統(tǒng)站之間的數(shù)據(jù)共享，可以極大提高對(duì)于港口機(jī)械的協(xié)調(diào)控制水平，為港口機(jī)械自動(dòng)化管理提供良好的基礎(chǔ)。

三、散貨裝卸自動(dòng)化技術(shù)與控制

（一）集裝箱裝卸自動(dòng)化

港口每日都需要進(jìn)行海量貨物的裝卸工作，集裝箱的裝卸工作需要不同港口機(jī)械配合進(jìn)行。利用自動(dòng)化技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)單一機(jī)械的精細(xì)控制，同時(shí)還可以利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)完成港口機(jī)械的配合運(yùn)行。最早的自動(dòng)化運(yùn)行港口與1993 年荷蘭建成投入使用，隨后我國(guó)也開(kāi)始著手這一技術(shù)的應(yīng)用。自動(dòng)化港口可以通過(guò)港口機(jī)械的自動(dòng)運(yùn)行完成集裝箱的自動(dòng)化裝卸，提高港口機(jī)械的運(yùn)行速度[3]。隨著科技的不斷發(fā)展，港口自動(dòng)化裝卸將完全依靠人工智能進(jìn)行控制，利用準(zhǔn)確的定位和各種機(jī)械設(shè)備的協(xié)協(xié)同作業(yè)，提升港口的貨物裝卸效率。

（二）散貨自動(dòng)掃描與控制

港口不僅需要進(jìn)行集裝箱的裝卸作業(yè)，同時(shí)還存在大量的散貨，這些散貨形態(tài)不一，在裝卸上會(huì)存在一定的困難。人工裝卸能夠有效的對(duì)散貨進(jìn)行保護(hù)，避免裝卸過(guò)程中對(duì)貨物造成破壞。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于散貨的裝卸中，關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)散貨位置和裝卸方式的判定上。因此，解決散貨數(shù)據(jù)收集與分析能力，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化裝卸的關(guān)鍵[4]。自動(dòng)掃描技術(shù)能夠通過(guò)激光測(cè)距、攝像頭圖形采集等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)散貨進(jìn)行抓取和裝卸，不僅能夠保障操作的精準(zhǔn)性，同時(shí)還能避免對(duì)貨物造成損傷，大大提高了散貨裝卸的效率。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，港口機(jī)械主要起重設(shè)備和裝卸工具為主，這些設(shè)備主要作業(yè)任務(wù)則是對(duì)港口集裝箱和各種貨物的裝卸與運(yùn)輸。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以取代人工進(jìn)行機(jī)械的控制，在節(jié)約人力資源的同時(shí)提高機(jī)械的工作效率和精準(zhǔn)性。隨著人工智能技術(shù)逐漸在港口自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，港口機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平將會(huì)進(jìn)一步提高，帶動(dòng)港口機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)效率不斷增長(zhǎng)。