港口機械電氣自動化技術與控制探討

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代化港口建設的組成部分，主要針對港口電氣設備的管理以及運行過程中的自動化控制。電氣自動化的實現需要港口機械設備與自動化控制系統的有機整合。自動化控制系統需要通過繼電器、定時器、觸點開關、接觸器來實現對港口機械的控制，而這些電氣設備則需要集成人工智能與自動化操作管理系統的控制平臺進行操控。從實際的應用情況來看，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難度較低，具有非常廣闊的應用前景，能夠極大提高港口機械的工作效率，促進港口現代化建設。

一、電氣自動化控制技術概述

（一）電子自動化控制理念

如今電氣自動化控制理念已經滲透到社會發展的眾多領域。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。電氣自動化控技術理念主要表現為兩個特征。其一，對機械進行統一的監測管理，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，能夠改變傳統機械控制復雜的流程，降低操作難度。機械操控人員可以通過控制系統，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，可以對機械工作狀態進行監控，能夠避免機械運行過程中發生故障，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展的主流趨勢，需要加以重視。

（二）電氣自動化控制技術特點

電氣自動化控制技術的特點主要表現在其對機械控制管理的優勢上。首先，機械電氣自動化技術能夠利用編程軟件實現機械的自動運行控制，不僅機械操控更加精準，同時還可以提高機械的運行速度，使其創造更大的效益。其次，利用電氣自動化控制系統進行機械的管理，管理中心能夠通過指令和數據反饋來管理機械的運行，相較于人工機械操控，反應速度更快。最后，機械自動化控制系統可以節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與人工智能技術的進一步發展，將會使自動化水平更上一層樓。

二、基于PLC的電氣自動化技術與控制

（一）應用于港口門式起重機

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

（二）應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，不僅操作更為復雜，而且橋式起重機的電氣控制系統數據交互頻繁，設備分布范圍廣。采用PLC 進行港口橋式起重機自動化控制，需要進一步細化PLC 數據，使其能夠在不同的機械運行狀態下，根據實際需要發布相應的控制指令，驅動電氣系統完成對機械的自動化控制。在橋式起重機發生故障時，系統能夠針對PLC 數據進行檢測，追溯故障發生原因，為起重機械的檢修提供參考。而且利用起重機系統站之間的數據共享，可以極大提高對于港口機械的協調控制水平，為港口機械自動化管理提供良好的基礎。

三、散貨裝卸自動化技術與控制

（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。利用自動化技術不僅能夠實現單一機械的精細控制，同時還可以利用自動化控制系統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的應用。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]。隨著科技的不斷發展，港口自動化裝卸將完全依靠人工智能進行控制，利用準確的定位和各種機械設備的協協同作業，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，同時還存在大量的散貨，這些散貨形態不一，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。自動化技術應用于散貨的裝卸中，關鍵技術在于對散貨位置和裝卸方式的判定上。因此，解決散貨數據收集與分析能力，是實現機械自動化裝卸的關鍵[4]。自動掃描技術能夠通過激光測距、攝像頭圖形采集等先進技術，對散貨進行抓取和裝卸，不僅能夠保障操作的精準性，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、結語

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