自動(dòng)化控制系統(tǒng)在港口散貨裝卸設(shè)備中的應(yīng)用

劉鋒

【摘 要】21世紀(jì)以來，全球的現(xiàn)代化信息技術(shù)和自動(dòng)化科技迅猛發(fā)展，由此出現(xiàn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。目前，我國(guó)眾多產(chǎn)業(yè)都利用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)工作，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量，減少了對(duì)物力和人力資源的浪費(fèi)。我國(guó)現(xiàn)在的港口散貨裝卸設(shè)備也采用了全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)于碼頭貨物運(yùn)輸效率提升和港口發(fā)展起到了一定的作用，基于此，論文對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在港口散貨裝卸設(shè)備中的應(yīng)用展開了深入分析。

【Abstract】Since the 21st century， the modern information technology and automation technology have been developed rapidly in the world， and the automatic control system is widely used. At present， many industries in China have made use of the automatic control system to carry out related work， which has greatly improved the working efficiency and quality， and reduced the waste of material and human resources. At present， the port bulk cargo handling equipment in our country also adopts the full automatic control system， which has played a certain role in improving the efficiency of cargo transportation and port development. Based on this， the paper makes an in-depth research on the application of the automatic control system in the bulk handling equipment in the port.

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制系統(tǒng);散貨裝卸;港口

【Keywords】automatic control system; bulk handling; port

【中圖分類號(hào)】U44? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）12-0173-02

1 引言

現(xiàn)代化信息技術(shù)和自動(dòng)化控制科技的快速發(fā)展給港口的散貨裝卸工作提供了新的機(jī)遇，隨著自動(dòng)化控制系統(tǒng)被普遍應(yīng)用于我國(guó)的港口貨物卸載事業(yè)中，我國(guó)的碼頭運(yùn)輸事業(yè)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段，使港口有關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也邁向了一個(gè)新臺(tái)階。自動(dòng)化控制系統(tǒng)是具有很強(qiáng)的綜合性的技術(shù)，需要很多技術(shù)的支持與維護(hù)。因此，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行深入研究，使其更好地服務(wù)于我國(guó)港口散貨裝卸工作。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用在港口散貨裝卸設(shè)備的必要性

自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一種綜合性很強(qiáng)的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，目前應(yīng)用于我國(guó)的很多行業(yè)，對(duì)相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了促進(jìn)作用。眾所周知，目前我國(guó)大力提倡發(fā)展自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)備，以提高工作效率，促進(jìn)各行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行業(yè)在工作中逐漸實(shí)現(xiàn)了以現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化控制為主的新型工作流程和工作模式。在這種社會(huì)背景下，該系統(tǒng)使港口散貨裝卸工作得到了良好的發(fā)展契機(jī)，使我國(guó)港口裝卸事業(yè)邁向了一個(gè)全新的臺(tái)階。自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為一種全新的智能化應(yīng)用技術(shù)，其應(yīng)用于港口散貨裝卸設(shè)備中，具有很多傳統(tǒng)設(shè)備所不具有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。其應(yīng)用操作的簡(jiǎn)便性、智能化，信息處理的快速性和準(zhǔn)確性都使其在散貨裝卸工作的應(yīng)用中保持了較好的優(yōu)勢(shì)，提高了散貨裝卸的工作效率[1]。同時(shí)，采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行港口散貨的裝卸工作，不僅能夠提高工作的運(yùn)行效率，而且大大縮減了相關(guān)人力、物力，節(jié)約了相關(guān)成本，實(shí)現(xiàn)了港口貨物裝卸工作的全新面貌。

眾所周知，對(duì)于很多港口來說，散貨裝卸的效率是其必須要考慮的問題，而港口散貨裝卸設(shè)備是提高散貨裝卸效率的重要因素。目前，港口散貨裝卸自動(dòng)化控制設(shè)備在水路運(yùn)輸系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用給散貨裝卸工作帶來了全新的工作流程和工作體系，而傳統(tǒng)的散貨裝卸工作主要依靠于人力和普通的裝卸設(shè)施，在面對(duì)很多貨物的裝卸時(shí)，如煤炭、礦石等，往往會(huì)造成船舶裝卸時(shí)間長(zhǎng)，船期延誤等不良后果[2]。另外，人工操作的散貨裝卸設(shè)備，其應(yīng)用安全與工作效率完全依靠工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)和熟練度，如果相關(guān)人員的專業(yè)操作不夠熟練，那么就會(huì)造成貨物卸載的延誤，給相關(guān)的船只和企業(yè)帶來一定的不良影響[2]。為了改變這種現(xiàn)象，促進(jìn)港口散貨裝卸工作的高效性，很多企業(yè)引進(jìn)了自動(dòng)化控制的裝卸設(shè)備，這種設(shè)備以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和智能輔助技術(shù)為基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的綜合功能性，為港口散貨裝卸作業(yè)的高效、快速、便捷流通提供了支撐力，同時(shí)也形成了一體化綜合性的工作模式和工作流程。目前我國(guó)的港口散貨自動(dòng)化控制裝卸設(shè)備主要有全自動(dòng)散貨裝船機(jī)、全自動(dòng)散貨抓斗卸船機(jī)、全自動(dòng)斗輪堆取料機(jī)等，同時(shí)，我國(guó)研究人員也正在對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步研究與開發(fā)，實(shí)現(xiàn)更高水平的散貨裝卸設(shè)備的自動(dòng)化控制，相信我國(guó)的港口事業(yè)會(huì)進(jìn)入一個(gè)高水平發(fā)展的階段[3]。

3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在港口散貨裝卸設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 港口散貨卸船系統(tǒng)

港口散貨卸船系統(tǒng)基本采用全自動(dòng)抓斗卸船機(jī)，這種設(shè)備是利用激光來識(shí)別船舶所在的位置、船艙的位置、艙口的高度以及艙底的深度等，實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和識(shí)別。港口散貨卸船系統(tǒng)的工作流程：第一，使用目標(biāo)位置掃描系統(tǒng)（TPS）對(duì)船艙進(jìn)行掃描，辨識(shí)艙口的邊緣，計(jì)算出艙口的位置和尺寸，然后將數(shù)據(jù)傳回總指揮中心，將船舶數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中卸船任務(wù)進(jìn)行比對(duì)，判斷是否為要卸船的船只。第二，使用TPS對(duì)船艙內(nèi)料堆進(jìn)行掃描，獲得堆形數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)返回中央控制室分析后，確定具體的取料點(diǎn)。第三，中央控制室根據(jù)TPS傳回的艙口數(shù)據(jù)和船艙內(nèi)料堆形數(shù)據(jù)，控制大機(jī)移動(dòng)和抓斗移動(dòng)、起降等，利用抓斗卸船機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化卸船工作。第四，為了降低船艙的損毀率，在自動(dòng)抓斗卸船機(jī)工作到安全閾值時(shí)，停止自動(dòng)卸船，改為人工卸船，對(duì)艙內(nèi)進(jìn)行徹底清倉(cāng)作業(yè)。目前，從港口散貨卸船的安全性考慮，我國(guó)很多港口采用全自動(dòng)抓斗卸船機(jī)，需要專人操作，司機(jī)需要踩著腳踏板控制設(shè)備的運(yùn)行，一旦司機(jī)松開了腳踏板，卸船設(shè)備會(huì)立即停止工作，這樣保證了船艙免受破壞和人員的安全。港口散貨的卸船流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了卸船的效率，大大降低了人工成本，增加了港口碼頭的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

3.2 散貨裝備自動(dòng)化掃描和控制技術(shù)

在散貨裝卸操作中，實(shí)時(shí)監(jiān)視作業(yè)料堆高度、堆型是十分必要的，同時(shí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確計(jì)算之后可為港口后續(xù)操作提供重要數(shù)據(jù)支持。在港口裝卸操作中人們獲取的數(shù)據(jù)信息有的是用肉眼觀測(cè)的，有的則需應(yīng)用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。為了確保數(shù)據(jù)信息的測(cè)量和獲取不過多受外界環(huán)境的干擾，可以將料堆輪廓自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用到港口散貨裝卸作業(yè)操作中，利用激光測(cè)距原理，在港口斗輪堆取料機(jī)中安排定位系統(tǒng)，完成對(duì)目標(biāo)作業(yè)的檢測(cè)。第一，抓斗卸船自動(dòng)化掃描控制。在TPS的內(nèi)部往往具備兩個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡，在偏轉(zhuǎn)鏡的作用下能夠?qū)l(fā)射的激光有效反射回來，反射回來的激光會(huì)被激光接收器接收。之后通過精密性儀器的測(cè)量能夠計(jì)算出發(fā)射光、反射光之間的時(shí)間差，進(jìn)而精準(zhǔn)計(jì)算出物體和激光器之間的距離。在偏轉(zhuǎn)鏡的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的連續(xù)掃描，了解目標(biāo)物的三維位置數(shù)據(jù)信息[5]。第二，斗輪堆取自動(dòng)化掃描控制。斗輪堆取自動(dòng)化掃描控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中和卸船機(jī)操作一樣，一般都需要借助TPS進(jìn)行掃描操作。在掃描操作中，TPS會(huì)將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到相應(yīng)的取料機(jī)上，經(jīng)過取料機(jī)的處理來獲取更多數(shù)據(jù)信息。之后應(yīng)用立體化表面還原算法獲取整個(gè)料堆的形狀、位置信息等，在綜合利用各類數(shù)據(jù)的情況下向人們展示立體化堆料圖形。

3.3 可編程邏輯控制在港口除塵方面的應(yīng)用

對(duì)于輸送煤炭資源的港口，在其間堆放的煤炭隨風(fēng)揚(yáng)塵變化會(huì)帶來一系列環(huán)境污染問題。這類環(huán)境問題的一般治理方式是應(yīng)用高壓噴槍定時(shí)灑水清理，一方面能夠防止粉塵的飛揚(yáng)，另一個(gè)方面在夏季的時(shí)候能夠降低煤堆溫度、減少煤炭自燃現(xiàn)象。可編程邏輯控制在港口除塵中的應(yīng)用能夠在確保除塵質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)灑水操作的及時(shí)控制，降低港口除塵工作強(qiáng)度。可編程邏輯控制系統(tǒng)可以通過分布式I/O結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)上位機(jī)操作畫面的控制和監(jiān)督，幫助相關(guān)人員更好地了解泵房?jī)?nèi)部水泵的工作狀態(tài)、系統(tǒng)壓力、水池狀態(tài)等，為港口順利生產(chǎn)和運(yùn)行提供重要支持。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)港口區(qū)域大型機(jī)械自動(dòng)化控制進(jìn)行完善能夠在一定程度上減少港口區(qū)域工業(yè)發(fā)展成本費(fèi)用，在港口發(fā)展的過程中減少其對(duì)周圍環(huán)境的污染和破壞。本文借助最新技術(shù)形式提出了一種港口區(qū)域大型機(jī)械電氣自動(dòng)化控制工作的抗干擾分析模型，為港口區(qū)域大型機(jī)械化發(fā)展提供了重要支持。結(jié)合當(dāng)前港口區(qū)域大型機(jī)械自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀，提出RTG技術(shù)、可編程控制器、裝卸自動(dòng)化等技術(shù)在港口大型機(jī)械電氣自動(dòng)化發(fā)展中的應(yīng)用，旨在能夠更好地促進(jìn)港口自動(dòng)化發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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