港口設備電氣自動化技術的應用研究

薛靜賢

摘要：在港口負責日常裝卸的各類大型機械設備，其日常工作普遍具有重復性。在裝卸過程中應用電氣自動化控制技術，可以大大降低人力物力成本，提高工作效率，降低安全風險。港口設備電氣自動化技術已成為確保繁重裝卸任務高效高質完成的有效途徑之一。本文分析了港口機械設備自動控制技術的具體要求和應用，分析了現階段存在的一些問題，提出了相應解決措施。

關鍵詞：港口設備;電氣自動化技術;應用

前言：長期以來，港口貿易一直是推動我國經濟發展的重要力量。由于國家的大力支持，電氣自動化技術發展迅速。其在港口碼頭的合理應用，可以保證裝卸設備穩定運行，是切實有效的港口設備優化方向。其中，PLC技術是電氣自動化技術一項重要內容，對降低工作壓力、提高機械設備運行效率起積極作用，已成為港口設備優化的主要手段。

1、港口設備電氣自動化技術

港口裝卸工作環境相對較差，日常工作過程中常見各種復雜場景。此外，由于機械設備數量眾多，在正常工作過程中需要相互協調，極易發生安全事故。因此更需應用港口設備電氣自動化技術，以保證生產工作正常開展，并進一步提高裝卸效率。

港口電氣自動化技術主要包括有交流變頻化、無線數據通信、數字化調速動系統等類型。在應用過程中，應結合具體工作需要選擇合適類型，使其切實有效發揮作用。近年來，在相關相關高尖端技術支持下，PLC技術逐漸得到完善與應用。PLC技術數據輸入和輸出與傳統方式有著明顯區別，其模擬化和數字化特點能在一定程度上提高機械設備控制精度和運行效率，減輕了工作人員工作壓力，提升了港口貿易經濟效益[1]。

2、港口設備電氣自動化技術的應用

2.1港口堆取料機

港口堆取料機是一種高效機械設備，廣泛應用于港口裝卸中。港口堆取料機的應用，不僅可以進一步提高工作效率，而且可以有效避免傳統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用，一些港口仍采用手動或半自動控制。港口裝卸作業效率在很大程度上受堆取料機效率影響，因此，管理者應充分重視解決現階段的各種問題，進一步提高自動控制技術工作效率。

2.2港口膠帶運輸機

在操作港口設備的過程中，港口膠帶輸送機主要執行控制港口系統運行的任務，對港口工作協調發展中發揮重要作用，當前技術正明顯向PLC方向發展。在這個過程中，如果能夠充分發揮 PLC 集中控制系統的積極作用，將其作為運輸機的基礎，就能實現工業電視系統和調度電話系統有效融合，從而使監督更為全面化和系統化，在網絡化方面也表現出較為明顯的優勢。為了有效發揮膠帶運輸機作用，還必須充分強調PLC的關鍵作用，其對提高運輸生產效率具有一定影響。

2.3港口門座式起重機

在港口貿易領域，貨物運輸、裝卸非常重要。而傳統貨物運輸、裝卸主要依靠人工力量。隨著生產力提高，人工工作量增加，如果將自動化技術應用于裝卸和運輸貨物過程中，可以減輕工作人員勞動壓力，提升港口貿易經濟效益。例如，借助電氣自動化技術的優勢，可以優化和持續改進港口起重機性能，以提高其運行效率、穩定性和安全性，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，利用Solidworks軟件對其運行結構進行3D建模處理。借助ADAMS（機械系統動力學自動分析）軟件，將前期的模型導入到其中。完成上述工作后，還需要對其動力學和功能進行分析[2]。使用ADAMS軟件和Simulink軟件進行聯合仿真。根據門座式起重機功能，建立了立防搖控制的多種數學模型，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用于港口運輸工作，在一定程度上解決了傳統裝卸工作效率低、時間和成本消耗大等問題。

3、港口設備電氣自動化技術的應用問題及優化發展

在實際應用過程中，很多自動化控制硬件設施還不能滿足需求，惡劣環境更會導致硬件問題出現。控制技術應用也存在一定不足，主要原因是現階段的控制算法還有待優化。在港口自動化設計流程中，還需要人為參與某些工序。現階段的控制算法存在較大滯后性，往往出現誤差之后才進行調節，這樣的控制算法很難應對復雜場景。現階段，港口設備電氣自動化技術仍存在諸多不足，必須針對性地進行技術創新，優化港口設備。

3.1優化自動控制流程

為了解決上述問題，需要進一步提高港口機械設備自動化和智能化水平。首先，科學規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水平運輸設備至精確位置。同時，采用標準化的裝卸工藝，利用吊具中鎖記憶功能，明確整個港區雙箱裝卸時雙箱間距，能減少吊具中鎖間距的調整時間損耗。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、OCR控制系統、TDS 控制系統、BTG 控制系統、SPSS 控制系統等自動化技術[3]。

3.2優化控制算法

港口設備電氣自動化技術，算法是核心內容。不同算法在工作過程中具有不同特點。最常用的PID控制算法存在較大的時滯，在實際應用過程中經常出現偏差問題。基于此，必須優化控制算法。在算法優化過程中，應當將這些學術界的主流控制算法進行更多落地處理。控制算法需要提高控制策略精度和控制能力，以確保機械設備能夠按照預定的軌跡運行或規避，以實現獲得更高程度生產過程自動化。

結語：

電氣自動化技術和港口機械設備的融合發展有利于進一步提升港口裝卸工作運行效率。目前，港口設備電氣自動化技術的應用還存在很多問題，有關人員要繼續加強研究，針對性地解決各種問題。以達到促進港口自動化快速發展，為提高港口經濟發展水平奠定基礎的目的。

參考文獻：

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

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