港口機械自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用研究

吳叢銘

（廣西欽州保稅港區(qū)盛港碼頭有限公司，廣西 欽州 535035）

近幾十年來，自動化控制技術(shù)的迅速發(fā)展，為我國港口行業(yè)提供了前所未有的機會，它的出現(xiàn)極大地改善了港口的效率和質(zhì)量，并且大大提高了裝卸安全性，從而推動了港口運輸?shù)陌l(fā)展，邁向一個嶄新的高度。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為港口機械設(shè)備運行的重要保障。它不僅可以有效地改善了工藝流程，而且還可以極大地提高工作效率，從而更好地滿足港口機械設(shè)備的安全和高效運行的需求。

1 港口機械與自動控制系統(tǒng)的概述

1.1 港口機械的介紹

港口機械是一種重要的工具，可以幫助港口工人完成各種工作。通常，這些機器包括門座式起重機、岸橋式起重機、連續(xù)式卸貨機、移動式卸貨機和連續(xù)式裝貨機，以及專門用于裝卸貨物的橋梁和堆場。港口作為一個重要的交通樞紐，不僅為船只、貨物、內(nèi)河航行、通訊、商業(yè)活動以及沿海地區(qū)的工業(yè)發(fā)展提供了便利，而且還成為該地區(qū)經(jīng)濟的重要支柱。隨著港口吞吐量的不斷攀升以及生產(chǎn)任務(wù)的加快，采用先進的自動化控制技術(shù)，可以大大減輕工作人員的負擔(dān)，極大地提高港口的運營效率，從而使得港口機械更加自動化和智能化，從而為港口的可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻。

1.2 自動化控制系統(tǒng)的介紹

控制系統(tǒng)是一種用于控制和調(diào)整物體的工具，它通過控制器和控制對象的協(xié)同工作來實現(xiàn)自動控制。這種控制方法通常包括開環(huán)控制和閉環(huán)控制，它們都不需要人工介入，可以根據(jù)預(yù)先定義的程序和指令來實現(xiàn)目標。開環(huán)控制的優(yōu)勢在于它可以通過控制器和控制對象的直接相互影響來達到控制目的，這種方式的優(yōu)勢在于操作簡便，抗干擾能力強，控制精度較高；通過采用閉環(huán)控制，控制器和被控對象之間不僅存在正相關(guān)，也存在負相關(guān)，這種技術(shù)具有極強的抗干擾性和極高的控制精度，可以進行自動化的檢測、調(diào)整和處理。它的應(yīng)用范圍廣泛，可以用于港口機械設(shè)備的操作，從而大大提高了港口的吞吐量，減輕了工作人員的勞動強度，并且也極大地改善了港口機械設(shè)備的運行效率和質(zhì)量。為了確保港口作業(yè)的安全，我們必須采取更多措施。

2 自動化控制系統(tǒng)在港口機械中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 采取有效措施，確保作業(yè)人員的安全

過去，由于港口現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，工作人員和機械設(shè)備面臨著極高的風(fēng)險，因此，為了確保工作人員和設(shè)備的安全，減少港口機械設(shè)備的故障發(fā)生率，我國的碼頭積極推行自動化控制系統(tǒng)，它們的操作簡便、迅捷、可靠、智能，可以極大地改善港口的運營管理，從而更好地滿足客戶的需求。通過引入先進的智能系統(tǒng)，可以大大改善港口機械設(shè)備的運行性能和操縱性，從而有效地確保港口現(xiàn)場裝卸作業(yè)的安全，節(jié)省大量的人力和物力，同時也極大地提升了裝卸作業(yè)的效率，從而達到了智能化的管理。

2.2 通過實時監(jiān)控，能夠有效地完成作業(yè)

隨著港口作業(yè)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的現(xiàn)場裝卸作業(yè)方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)今日益復(fù)雜的作業(yè)需求。為了提高港口作業(yè)的效率和安全性，自動化控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。其中，時監(jiān)控系統(tǒng)是自動化控制系統(tǒng)的核心部分之一，能夠?qū)崿F(xiàn)對港口碼頭現(xiàn)場裝卸作業(yè)的全程、實時的監(jiān)控。

通過將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用到港口機械設(shè)備中，可以有效地實現(xiàn)作業(yè)實時監(jiān)控?？傮w來說，自動化控制系統(tǒng)可以實時瀏覽和獲取現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)，包括裝卸貨物的位置、數(shù)量、運輸車輛的行駛速度、設(shè)備的工作狀態(tài)等信息。同時，自動化控制系統(tǒng)可以將所有搜集的現(xiàn)場實時作業(yè)流程畫面上傳到在線管理系統(tǒng)中，以此實現(xiàn)對港口碼頭現(xiàn)場裝卸作業(yè)的全程、實時的監(jiān)控。

在這個過程中，實時監(jiān)控系統(tǒng)扮演著非常重要的角色。實時監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控港口碼頭場裝卸作業(yè)的情況，并將所搜集的數(shù)據(jù)及流程畫面上傳到在線管理系統(tǒng)中，供管理人員進行查看和分析。這不僅可以幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，防止事故的發(fā)生，還可以提高港口作業(yè)的效率安全性。

3 港口機械自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

在當(dāng)今時代，我國的港口機械設(shè)備自動化技術(shù)主要表現(xiàn)為數(shù)字化驅(qū)動系統(tǒng)、自動流程控制、無線數(shù)據(jù)通信以及交流變頻調(diào)速技術(shù)等多種形式。首先，數(shù)字化驅(qū)動系統(tǒng)通過對設(shè)備進行精密的控制，使得設(shè)備運行更加穩(wěn)定、準確，提高了工作效率。其次，自動流程控制則實現(xiàn)了對整個生產(chǎn)過程的自動化管理，通過自動化設(shè)備的協(xié)同工作，大大提高了生產(chǎn)效率，同時也降低了人力成本。再者，無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的應(yīng)用使得設(shè)備間的信息傳遞更加迅速、準確，從而保證了設(shè)備之間的協(xié)調(diào)性，提升了整體的工作效率。最后，交流變頻調(diào)速技術(shù)則通過改變電源頻率來改變電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了設(shè)備轉(zhuǎn)速的精確控制，從而提高了設(shè)備的工作效率和精度。

在這些自動化技術(shù)中，尤其值得一提的是PLC自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。PLC自動化控制系統(tǒng)是一種用于實現(xiàn)自動化控制的電子設(shè)備，具有操作簡便、功能強大、可靠性高等特點，是當(dāng)前工業(yè)自動化控制中非常重要的一種設(shè)備。在港口機械設(shè)備中，PLC自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用不僅大大提高了設(shè)備的工作效率，同時也滿足了港口作業(yè)的需求。此外，PLC控制技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對港口多種機械的控制，進一步推動了港口現(xiàn)代化的發(fā)展進程。

然而，雖然目前我國的港口機械設(shè)備自動化技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進步，但與世界先進水平相比，還存在著一定的差距。首先，我國的港口機械設(shè)備自動化技術(shù)的研發(fā)力度還不夠大，需要進一步加大投入，提高自主創(chuàng)新能力。其次，我國的港口機械設(shè)備自動化技術(shù)在應(yīng)用方面還存在著一些問題，如設(shè)備的兼容性不強，操作復(fù)雜性大等，這也限制了其在港口作業(yè)中的應(yīng)用范圍。

我國的港口機械設(shè)備自動化技術(shù)雖然已經(jīng)取得了一定的進步，但還存在需要改進和完善的地方。未來，我們需要繼續(xù)加大研發(fā)投入，提高設(shè)備的兼容性和操作性，進一步提高港口作業(yè)的自動化水平，以適應(yīng)未來港口作業(yè)的發(fā)展需求。

4 自動化控制系統(tǒng)在港口機械中的應(yīng)用分析

在港口現(xiàn)場作業(yè)中，將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用到港口機械設(shè)備中，就算是頻繁的作業(yè)操作，也能保障港口機械設(shè)備處于正常、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免機械設(shè)備出現(xiàn)故障等問題。具體主要體現(xiàn)在以下幾個方面的應(yīng)用。

4.1 在港口膠帶運輸中的應(yīng)用

在港口事業(yè)中，膠帶運輸機是一種用于大規(guī)模貨物運輸?shù)闹匾O(shè)備，它的作用是將散裝貨物從一個地方快速、準確地輸送到另一個地方。由于其工作量大，工作環(huán)境復(fù)雜，因此，對膠帶運輸機的控制和管理尤為重要。

自動化控制系統(tǒng)在港口膠帶運輸機中的應(yīng)用，大大提高了港口作業(yè)的效率和安全性。首先，自動化控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)控膠帶運輸機的運行狀態(tài)，包括運行速度、載荷情況、設(shè)備狀態(tài)等，便于及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，防止設(shè)備故障或者事故的發(fā)生。其次，自動化控制系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的程序，自動進行設(shè)備的啟動、停止、加速、減速等操作，不僅減輕了操作員的工作負擔(dān)，也提高了操作的精度和效率。

在這些自動化控制系統(tǒng)中，PLC（可編程邏輯控制器）的應(yīng)用尤為突出。PLC是一種專門用于實現(xiàn)自動化控制的電子設(shè)備，具有操作簡便、功能強大、可靠性高等特點。在港口膠帶運輸機中，PLC可以實現(xiàn)對設(shè)備的精確控制，例如，通過改變電源頻率來改變電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)設(shè)備轉(zhuǎn)速的精確控制。此外，PLC還可以與其他設(shè)備進行通信，實現(xiàn)設(shè)備間的協(xié)調(diào)工作，進一步提高港口作業(yè)的效率。

在實際的港口膠帶運輸機運作過程中，自動化控制系統(tǒng)能夠確保貨物在規(guī)定的時間內(nèi)快速完成運輸任務(wù)，減少了因設(shè)備控制問題而導(dǎo)致的延誤和失誤，大大提高了港口作業(yè)的效率。同時，自動化控制系統(tǒng)還能通過實時監(jiān)控和預(yù)警功能，降低港口機械設(shè)備事故的發(fā)生，提高了港口作業(yè)的安全性。

自動化控制系統(tǒng)在港口膠帶運輸機中，不僅提高了港口作業(yè)的效率，同時也提高了作業(yè)的安全性。未來，隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，相信會有更多的高效、安全、智能的自動化設(shè)備投入港口作業(yè)，推動港口事業(yè)的進一步發(fā)展。

4.2 在港口集裝箱橋式起重機中的應(yīng)用

隨著裝卸橋電氣系統(tǒng)的不斷發(fā)展，集裝箱橋式起重機的運行可以得到大幅度的改進，其分布范圍也變得越來越廣泛。為了使港口機械設(shè)備的運行狀況得以實時監(jiān)測，采用自動化控制系統(tǒng)可以有效地保證數(shù)據(jù)的安全、可靠地傳輸。PLC控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，大大提升了港口集裝箱橋式起重機的運行效率。它不僅可以實現(xiàn)信息的實時傳輸，還可以對系統(tǒng)和驅(qū)動器的故障進行準確的診斷，從而提供可靠的維修服務(wù)。通過PLC技術(shù)，工作技術(shù)人員能夠迅速檢測到設(shè)備的磨損狀態(tài)，識別出潛在的故障，并采取有效的措施來解決和糾正。此外，PLC還能夠?qū)⒏劭跈C械設(shè)備的維護結(jié)果記錄下來，使得日后的故障診斷和維護更加準確、完善。通過引入先進的自動化控制技術(shù)，港口集裝箱橋式起重機的運行狀態(tài)得以監(jiān)測和控制，這樣一來，不僅可以大大提高機械設(shè)備的使用壽命，而且也能更好地保證其安全性和穩(wěn)定性。采取措施來改善系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)，將會產(chǎn)生重大影響。

4.3 在港口裝卸設(shè)備中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，港口散貨裝卸作業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的手工操作轉(zhuǎn)變?yōu)槔孟冗M的機械技術(shù)，如智能化的抓斗裝卸船、智能化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能化的監(jiān)控系統(tǒng)以及智能化的管理系統(tǒng)，這些技術(shù)的應(yīng)用可以有效地縮短裝卸作業(yè)的時間，減少船舶的延誤，提高效率，減少對船舶及企業(yè)的負面影響。為了有效地防止和減少散貨裝卸過程中出現(xiàn)的問題，港口采用先進的自動化技術(shù)，安裝和配置先進的裝卸設(shè)備，從而達到更加高效、更加精準的散貨裝卸服務(wù)。

利用自動化控制技術(shù)，裝卸設(shè)備可以利用激光技術(shù)實現(xiàn)多種目標的實時識別和自動監(jiān)測，包括船舶停泊位置、艙室、艙口、艙底等，特別是在散貨裝卸作業(yè)過程中，激光技術(shù)可以先掃描船艙，確定艙口位置和大小，并將獲得的數(shù)據(jù)上傳至總指揮中心，從而實現(xiàn)多種目標的實時識別和自動監(jiān)測，從而更好地完成卸載任務(wù)根據(jù)這個信息來確定這艘船是否已經(jīng)被拆除。

首先，ACK裝卸船只后，我們需要掃描船艙內(nèi)的物料堆，并收集相關(guān)的堆積信息。然后，我們會把這些信息發(fā)送給控制室，以便確定取貨位置。最終，控制室會根據(jù)收集的信息，操縱抓斗卸貨機完成自動卸貨任務(wù)。

為了確保船艙的完好，我們應(yīng)該在自動抓斗卸船設(shè)備達到安全標準時，立即中斷其運行，轉(zhuǎn)而由人工操作，徹底清除船艙內(nèi)的殘留物。這樣，我們就可以使用全自動抓斗卸船機械，既能夠確保操作者和船艙的安全，又能夠大大提高卸貨的效率，從而達成完美的自動化管理。

5 結(jié)語

經(jīng)過引入自動化控制系統(tǒng)的改進，港口機械的故障率大大降低，貨物的識別和裝卸作業(yè)的效率大大提高，使得港口的運營更加有序，而且，隨著技術(shù)的進步，港口的吞吐量也在持續(xù)增加。通過引入先進的自動化控制技術(shù)，我們可以大大提高港口機械的效率和性能，從而推動其自動化的發(fā)展。