港口機械電氣自動化技術(shù)與控制探討

杜朋 國投中煤同煤京唐港口有限公司

港口電氣自動化是現(xiàn)代化港口建設(shè)的組成部分，主要針對港口電氣設(shè)備的管理以及運行過程中的自動化控制。電氣自動化的實現(xiàn)需要港口機械設(shè)備與自動化控制系統(tǒng)的有機整合。自動化控制系統(tǒng)需要通過繼電器、定時器、觸點開關(guān)、接觸器來實現(xiàn)對港口機械的控制，而這些電氣設(shè)備則需要集成人工智能與自動化操作管理系統(tǒng)的控制平臺進行操控。從實際的應(yīng)用情況來看，港口機械主要以起重機械為主，具有非常突出的特征，所以機械的電氣自動化控制實現(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械的工作效率，促進港口現(xiàn)代化建設(shè)。

一、電氣自動化控制技術(shù)概述

（一）電子自動化控制理念

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

（二）電氣自動化控制技術(shù)特點

電氣自動化控制技術(shù)的特點主要表現(xiàn)在其對機械控制管理的優(yōu)勢上。首先，機械電氣自動化技術(shù)能夠利用編程軟件實現(xiàn)機械的自動運行控制，不僅機械操控更加精準(zhǔn)，同時還可以提高機械的運行速度，使其創(chuàng)造更大的效益。其次，利用電氣自動化控制系統(tǒng)進行機械的管理，管理中心能夠通過指令和數(shù)據(jù)反饋來管理機械的運行，相較于人工機械操控，反應(yīng)速度更快。最后，機械自動化控制系統(tǒng)可以節(jié)約機械管理投入的人力資源，自動化管理界面操作方便，降低了機械操控難度，隨著自動化管理技術(shù)與人工智能技術(shù)的進一步發(fā)展，將會使自動化水平更上一層樓。

二、基于PLC的電氣自動化技術(shù)與控制

（一）應(yīng)用于港口門式起重機

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

（二）應(yīng)用于港口集裝箱橋式起重機

橋式起重機與港口門式起重機存在一定的差別，不僅操作更為復(fù)雜，而且橋式起重機的電氣控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互頻繁，設(shè)備分布范圍廣。采用PLC 進行港口橋式起重機自動化控制，需要進一步細(xì)化PLC 數(shù)據(jù)，使其能夠在不同的機械運行狀態(tài)下，根據(jù)實際需要發(fā)布相應(yīng)的控制指令，驅(qū)動電氣系統(tǒng)完成對機械的自動化控制。在橋式起重機發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠針對PLC 數(shù)據(jù)進行檢測，追溯故障發(fā)生原因，為起重機械的檢修提供參考。而且利用起重機系統(tǒng)站之間的數(shù)據(jù)共享，可以極大提高對于港口機械的協(xié)調(diào)控制水平，為港口機械自動化管理提供良好的基礎(chǔ)。

三、散貨裝卸自動化技術(shù)與控制

（一）集裝箱裝卸自動化

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

（二）散貨自動掃描與控制

港口不僅需要進行集裝箱的裝卸作業(yè)，同時還存在大量的散貨，這些散貨形態(tài)不一，在裝卸上會存在一定的困難。人工裝卸能夠有效的對散貨進行保護，避免裝卸過程中對貨物造成破壞。自動化技術(shù)應(yīng)用于散貨的裝卸中，關(guān)鍵技術(shù)在于對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，是實現(xiàn)機械自動化裝卸的關(guān)鍵[4]。自動掃描技術(shù)能夠通過激光測距、攝像頭圖形采集等先進技術(shù)，對散貨進行抓取和裝卸，不僅能夠保障操作的精準(zhǔn)性，同時還能避免對貨物造成損傷，大大提高了散貨裝卸的效率。

四、結(jié)語

綜上所述，港口機械主要起重設(shè)備和裝卸工具為主，這些設(shè)備主要作業(yè)任務(wù)則是對港口集裝箱和各種貨物的裝卸與運輸。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用可以取代人工進行機械的控制，在節(jié)約人力資源的同時提高機械的工作效率和精準(zhǔn)性。隨著人工智能技術(shù)逐漸在港口自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，港口機械設(shè)備自動化水平將會進一步提高，帶動港口機械運轉(zhuǎn)效率不斷增長。