港口機械電氣自動化技術與控制探討

徐玉聲 李艷

摘要：21世紀，國家信息技術不斷創新發展，電氣自動化技術得到了大力推廣和應用，給人們的生活工作提供了很大便利。港口建設對國民經濟的發展具有重要意義，加強港口機械電氣自動化技術勢在必行。

關鍵詞：港口機械;電氣自動化技術;控制

引言

信息技術的快速發展推進了各個設備的集中化、自動化管理，對現代港口發展建設也產生了深刻的影響，實現了現代港口自動化發展。港口電氣自動化主要是指港口電氣設備管理和港口運行自動化控制和操作的實現。港口電氣自動化系統的建立是在綜合應用繼電器、定時器、接觸器、觸點開關的基礎上打造集中控制、人工智能、自動化操作管理系統。從實際應用情況來看，港口區域大型機械電氣自動化系統的應用擁有廣闊的發展前景，符合港口現代化管理需要。

1PLC電氣自動化技術與控制

1.1PLC的港口機械自動化控制意義

（1）PLC的應用，可以促使自動化控制，按照以人為本的理念來完成，對于港口機械的具體布置，充分考慮到現階段擁有的工作成績，減少了傳統錯誤布置造成的影響，在空間的節省以及具體的機械運轉效率上，都能夠大幅度的提升，由此來合理降低人工監督的力度，為港口的自動化運營，提供較多的保障。（2）PLC的港口機械自動化控制工作開展，可以在差錯率方面更好的降低，該方面的工作實施，對于很多地方的綜合進步，都會產生特別大的影響，未來的控制工作落實，還有很大的發展空間。

1.2具體應用

1.2.1PLC在港口膠帶運輸機中的應用

電氣自動化系統是傳統港口膠帶運輸機的主要特點，分布式控制結構是其典型結構，在這一系統內部，現場控制裝置、現場檢測裝置以及控制站等為現場控制系統的3個主要內容，而現場監視屏、操作員裝置、監控中心以及服務器裝置等多個部分共同構成了運輸機電氣自動化的集中控制系統，通常需要在中央控制室中設置集中控制器，在TCP/IP協議的基礎上，可以促使交互、數據通訊工作在控制站與集中控制裝置之間實現，在這一過程中，離不開一個重要的網絡媒介，即以太網。要想實現高效的數據交互過程，設備處于具體的運行狀態中時，如果數據通訊同集中控制裝置之間擁有>1200m的交互距離，此時二者之間的連接不僅需要對以太網進行應用，同時還必須增設中繼器，以構建更加良好的數據交互結果。

1.2.2PLC在港口門式起重機中的應用

將PLC技術應用于港口門式起重機當中，即使在頻繁的操作中，也有助于使港口起重機長期處于穩定運行狀態下，避免了操作失靈和靈敏性降低的缺陷。在實際操作的環節，要求操作人員在操作主令控制器這一媒介基礎上，有效控制PLC輸入、輸出外接端口與聯鎖電路、過壓電路以及過流電路等。當直流24V信號出現在PLC輸出端時，說明正常運行狀態是對應門式起重機的PLC外圍輸出信號狀態，在此基礎上能夠促使合理驅動在小型化繼電器裝置線圈中實現，接觸器線圈在運行中的小型繼電器上會被觸動，設備內部的各個運作機構隨之啟動并進入到運行模式。

1.2.3PLC在港口集裝箱橋式起重機中的應用

裝卸橋電氣系統具有數據交互多、設備分布范圍廣等特點，將PCL應用于該系統中，促使PLC的狀態數據、給定信號以及控制命令等內容更加完善，而由系統驅動器及PLC共同構成的信息共享系統則呈現出較強的完善性，有助于設備關聯控制的高效性。在港口集裝箱橋式起重機電氣自動化當中充分利用PLC技術，能夠更加有效的說明系統故障、驅動器顳部故障以及PLC數據，結合系統顯示數據，工程技術人員在日常工作中，可以及時對系統中的故障進行發現和排除，對于提升系統及設備的運行穩定性具有重要意義。重要參數需要被設置于驅動器內部，其為技術輸出奠定了良好基礎，PLC能有效儲存故障的歷史信息以及驅動器的相關信息，在對相關實際參數進行全面統計的基礎上，如吊具開閉鎖次數、制動器累積工作次數、接觸器動作次數和各個機構運行時間等，有助于系統設備的長期穩定運行。在充分應用CCMS的背景下，能夠構建一個人機友好的交流界面，系統的實際運行狀態可以被操作人員第一時間掌握，在直接連接、轉接光纜轉換器的背景下，PLC及系統遠程站之間可以實現數據的高度共享，在此基礎上可以形成透明化以及準確性較高的系統網絡數據，極大提升了控制系統的準確性、靈活性，為操作人員更加高效的展開工作奠定良好的基礎。

2散貨裝備自動掃描與控制技術

2.1集裝箱裝卸自動化技術

世界首座自動化運行集裝箱碼頭為荷蘭鹿特丹港ECT碼頭，于1993年正式建成并投產。此后的幾年中，香港、新加坡、德國以及日本等都展開了集裝箱自動化運行建設。2006年，我國上海、香港密切合作，在高橋二期碼頭打造出第一個集裝箱自動化堆場，在綜合應用圖像、激光測量的基礎上實現了全自動化對箱、落箱港口的操作。

2.2散貨裝備自動化掃描和控制技術

在散貨裝卸操作中，實時性的監視作業料堆高度、堆型是十分必要的，同時，按照相關標準進行精確計算之后可為港口后續操作提供重要數據支持。在港口裝卸操作中人們獲取的數據信息有的是用肉眼觀測的，有的則需應用機械設備進行測量。為了確保數據信息的測量和獲取不過多的受外界環境的干擾，可以將料堆輪廓自動檢測技術應用到港口散貨裝卸作業操作中，利用激光測距原理，在港口斗輪堆取料機中安排定位系統，完成對目標作業的檢測。第一，抓斗卸船自動化掃描控制。在TPS的內部往往具備兩個偏轉鏡，在偏轉鏡的作用下能夠將發射的激光有效反射回來，反射回來的激光會被激光接收器接收。之后通過精密性儀器的測量能夠計算出發射光、反射光之間的時間差，進而精準計算出物體和激光器之間的距離。在偏轉鏡的作用下能夠實現對目標物體的連續掃描，了解目標物的三維位置數據信息。第二，斗輪堆取自動化掃描控制。該技術同卸船機相同，在實際使用的過程中，掃描都需要借助TPS。實際展開掃描操作時，堆取料機運行中心可以接收到來自TPS的數據，將TPS安裝位置信息與堆取料機PLC相關位置信息進行結合，在對立體化表面還原算法進行應用的過程中，可以有效獲取料堆位置和立體形狀等信息。針對本地工作來講，其運行中可以有效的處理各種數據，同時需要在中央控制室服務器中對其進行傳遞和保存，在這一過程中，還需要將數據庫信息與控制室內部的遠程終端進行結合，充分展示立體化料堆圖形。

2.3集裝箱設備自動化技術

對于外高橋集裝箱碼頭發展來講，基本打造了自動化裝卸作業和操作控制系統，可對內外集卡、作業箱分別自動定位操作和自動化裝卸。

3港口自動定位技術

通過港口無線數據傳輸技術的應用打造實時性綜合自動定位監控管理系統，可提升港口系統工作效率，節省不必要的勞動力資源。港口集裝箱碼頭自動化發展的前提是確定集裝箱位置和各類裝卸運輸設備的位置，在港口管理發展中減少設備空運轉的成本費用，減少錯誤集裝箱的出現。在科技發展支持下，港口可以打造定位和糾偏系統，在綜合應用全球定位新、差分式全球定位系統、無線脈沖接發系統的基礎上進一步優化港口發展。

結語

綜上所述，近年來，我國在積極進行現代化經濟建設的過程中，港口機械電氣自動化的技術水平明顯提升，在這種情況下，現代港口呈現出大型化、自動化和智能化的特點，為我國的進出口貿易提供了機電的便利。

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（作者單位：日照港船機工業有限公司）