芻議面向全自動散貨碼頭的智能裝船成套技術及其應用

吳紅光

（廣東國信工程監理有限公司）

1 我國散裝碼頭裝船技術的發展現狀

散裝碼頭的裝船技術在當前的形勢下應運而生。并從生產作業及環保節能兩個方面闡述了我國散貨碼頭發展智能化裝卸工藝技術的必要性。散裝碼頭是我國支柱性產業的聚居地，在國家經濟不斷上升的今天，散裝碼頭對生產作業的要求也朝著高效、快速、智能方向前進。當前，國內的各大生產廠商專門針對全自動化的散裝碼頭，設計生產出高智能的裝船成套設備，這種智能化的成套設備利用智能控制器和傳感執行元件，采用模糊控制理論和機器人控制理論，通過復雜的數字計算和邏輯運算程序，使設備在作業工藝上和精度上都達到了最優控制。在全自動化散裝碼頭，智能裝船成套機械設備正被大力廣泛的應用。

2 智能裝船成套技術的原理

2.1 系統設計方案

在電力自動化頂端生產商ABB公司的堅持努力下，羅涇港成為全球第一個自動化散貨碼頭，年吞吐能力達到3780萬t。全自動化的散裝碼頭中的智能裝船成套設備主要由電氣驅動和控制部分、機械部分以及其他的附屬設備組成。機械結構主要包括傳輸帶，主體構架和伸縮手臂等。電氣部分主要包括PLC可編程邏輯控制器、變頻器或者軟啟動器、以及行程開關和位置傳感器、人機交換界面等。

2.2 工作原理

智能裝船設備的核心技術在于電氣部分，其動作的精準度和工藝的標準性完全由可編程邏輯控制器中的程序進行控制。控制器通過接收外部開關或者傳感器的數字信號或者模擬量信號，通過相應程序的計算產生執行命令，然后將驅動命令傳給變頻器或者軟啟動器來驅動機械部分的電機進行工作。位置傳感器和其他檢測儀將工作過程中檢測到的位置和尺寸等偏差信息再反饋給控制器，控制器根據反饋信息作出最優的控制決策。人機界面利用觸摸屏技術，設置觸摸屏和控制器的相關參數，利用網絡接口或者RS485或者RS232通信接口進行觸摸屏和控制器的通信，將控制器中各種控制對象的參數如實的在顯示屏上進行顯示。工作人員直接在監控室對監控屏就可以掌握現場的裝卸作業過程。

智能裝船成套設備中的紅外雷達系統和傳感器來獲取船舶的外形尺寸和位置等信息，并將檢測的信息傳輸給控制器。控制器根據設定的程序進行計算，做出適當的裝船方案，并控制執行機構進行工作，完成裝船任務。其具體的操作程序包括首先，紅外雷達通過發射的紅外線對船舶進行掃描，利用圖像處理成像技術，捕捉該船只的外形輪廓，傳輸給控制器。其次，位置傳感器和GPS定位系統將船舶所在位置的坐標進行檢測，并傳輸給控制器。然后，控制器將捕捉的船舶輪廓和位置信息進行分析計算，確定船舶貨艙的具體位置，通過控制系統和智能指揮中心，指揮執行設備進船艙進行裝載貨物，實現裝船過程的全自動化控制和智能控制。智能裝船技術在散裝碼頭得到廣泛應用，大大解決了傳統的完全靠人工勞動的局面，從技術上克服了受天氣環境影響的弊端，能夠適合任何環境條件下的裝船工作。

3 智能裝船成套技術在應用中所注意的事項

3.1 工藝流程要加強控制

全自動化散裝碼頭的智能裝船成套技術在實際應用中，雖然有著不可替代的絕對優勢，但在工藝操作和控制方面仍然存在著一些缺陷，該設備需要完全依賴人力對工藝方案進行預先設置和控制。因此，設計人員要根據裝載條件和環境，設計出合理標準的工藝流程。設計人員在控制方案設計時，要以傳統的散裝運輸設備操作工藝作為參考，在裝卸工藝制定時要全面考慮設備的各個部位的協調性和連貫性，從而最大限度的發揮裝卸設備的自動化高效能優勢。

3.2 加強對工作人員和技術支持人員的技術水平的培訓

當前的全自動化散裝碼頭正處于發展和推廣階段，智能裝船成套技術也處于剛起的時期，在碼頭裝船操作中，智能化設備有著很大的優越性，可以有效地減少人工勞動強度甚至取代人工。然而，對于這種新型的智能化裝船設備，散裝碼頭現場操作人員和維修人員普遍缺乏對這種新興技術的認識和掌握，在工作過程中，沒有專業的技術人員進行操作，很容易造成設備不能按照正常程序進行工作。因此，在全自動化散貨碼頭智能化普及的過程中，要加強對相關工作人員進行技術培訓，提高工作人員對智能化設備的掌握水平，在設備出現故障代碼和其他情況下，工作人員能夠迅速準確的做出判斷，并制定措施保證設備繼續正常工作。

3.3 定期對智能裝船成套設備進行檢修和維護

智能裝船成套技術在全自動散裝碼頭的應用中，要注意定期對成套設備的檢修和故障查處。由于自動化設備工作的連續性和高速性，以及裝載對象的大體積和高重量，在使用過程中很容易對機械結構和電氣元器件產生磨損和消耗，為了保證智能設備的安全運營，檢修和維護工作一定要按時按標準進行。

4 結束語

根據以上所述，在我國電氣自動化技術和機械自動化技術越來越成熟的背景下，我國的散裝碼頭已經逐步實現了自動化，與此同時，智能裝船成套技術也在實際運用中得到大力推廣。通過對智能化裝船成套技術的設計方案和工作原理的分析，掌握智能裝船設備的性能和技術要點，對于在全自動散裝碼頭中普及使用該技術和保證該技術順利運用有著既深遠且重要的意義。