刍议面向全自动散货码头的智能装船成套技术及其应用

吴红光

（广东国信工程监理有限公司）

1 我国散装码头装船技术的发展现状

散装码头的装船技术在当前的形势下应运而生。并从生产作业及环保节能两个方面阐述了我国散货码头发展智能化装卸工艺技术的必要性。散装码头是我国支柱性产业的聚居地，在国家经济不断上升的今天，散装码头对生产作业的要求也朝着高效、快速、智能方向前进。当前，国内的各大生产厂商专门针对全自动化的散装码头，设计生产出高智能的装船成套设备，这种智能化的成套设备利用智能控制器和传感执行元件，采用模糊控制理论和机器人控制理论，通过复杂的数字计算和逻辑运算程序，使设备在作业工艺上和精度上都达到了最优控制。在全自动化散装码头，智能装船成套机械设备正被大力广泛的应用。

2 智能装船成套技术的原理

2.1 系统设计方案

在电力自动化顶端生产商ABB公司的坚持努力下，罗泾港成为全球第一个自动化散货码头，年吞吐能力达到3780万t。全自动化的散装码头中的智能装船成套设备主要由电气驱动和控制部分、机械部分以及其他的附属设备组成。机械结构主要包括传输带，主体构架和伸缩手臂等。电气部分主要包括PLC可编程逻辑控制器、变频器或者软启动器、以及行程开关和位置传感器、人机交换界面等。

2.2 工作原理

智能装船设备的核心技术在于电气部分，其动作的精准度和工艺的标准性完全由可编程逻辑控制器中的程序进行控制。控制器通过接收外部开关或者传感器的数字信号或者模拟量信号，通过相应程序的计算产生执行命令，然后将驱动命令传给变频器或者软启动器来驱动机械部分的电机进行工作。位置传感器和其他检测仪将工作过程中检测到的位置和尺寸等偏差信息再反馈给控制器，控制器根据反馈信息作出最优的控制决策。人机界面利用触摸屏技术，设置触摸屏和控制器的相关参数，利用网络接口或者RS485或者RS232通信接口进行触摸屏和控制器的通信，将控制器中各种控制对象的参数如实的在显示屏上进行显示。工作人员直接在监控室对监控屏就可以掌握现场的装卸作业过程。

智能装船成套设备中的红外雷达系统和传感器来获取船舶的外形尺寸和位置等信息，并将检测的信息传输给控制器。控制器根据设定的程序进行计算，做出适当的装船方案，并控制执行机构进行工作，完成装船任务。其具体的操作程序包括首先，红外雷达通过发射的红外线对船舶进行扫描，利用图像处理成像技术，捕捉该船只的外形轮廓，传输给控制器。其次，位置传感器和GPS定位系统将船舶所在位置的坐标进行检测，并传输给控制器。然后，控制器将捕捉的船舶轮廓和位置信息进行分析计算，确定船舶货舱的具体位置，通过控制系统和智能指挥中心，指挥执行设备进船舱进行装载货物，实现装船过程的全自动化控制和智能控制。智能装船技术在散装码头得到广泛应用，大大解决了传统的完全靠人工劳动的局面，从技术上克服了受天气环境影响的弊端，能够适合任何环境条件下的装船工作。

3 智能装船成套技术在应用中所注意的事项

3.1 工艺流程要加强控制

全自动化散装码头的智能装船成套技术在实际应用中，虽然有着不可替代的绝对优势，但在工艺操作和控制方面仍然存在着一些缺陷，该设备需要完全依赖人力对工艺方案进行预先设置和控制。因此，设计人员要根据装载条件和环境，设计出合理标准的工艺流程。设计人员在控制方案设计时，要以传统的散装运输设备操作工艺作为参考，在装卸工艺制定时要全面考虑设备的各个部位的协调性和连贯性，从而最大限度的发挥装卸设备的自动化高效能优势。

3.2 加强对工作人员和技术支持人员的技术水平的培训

当前的全自动化散装码头正处于发展和推广阶段，智能装船成套技术也处于刚起的时期，在码头装船操作中，智能化设备有着很大的优越性，可以有效地减少人工劳动强度甚至取代人工。然而，对于这种新型的智能化装船设备，散装码头现场操作人员和维修人员普遍缺乏对这种新兴技术的认识和掌握，在工作过程中，没有专业的技术人员进行操作，很容易造成设备不能按照正常程序进行工作。因此，在全自动化散货码头智能化普及的过程中，要加强对相关工作人员进行技术培训，提高工作人员对智能化设备的掌握水平，在设备出现故障代码和其他情况下，工作人员能够迅速准确的做出判断，并制定措施保证设备继续正常工作。

3.3 定期对智能装船成套设备进行检修和维护

智能装船成套技术在全自动散装码头的应用中，要注意定期对成套设备的检修和故障查处。由于自动化设备工作的连续性和高速性，以及装载对象的大体积和高重量，在使用过程中很容易对机械结构和电气元器件产生磨损和消耗，为了保证智能设备的安全运营，检修和维护工作一定要按时按标准进行。

4 结束语

根据以上所述，在我国电气自动化技术和机械自动化技术越来越成熟的背景下，我国的散装码头已经逐步实现了自动化，与此同时，智能装船成套技术也在实际运用中得到大力推广。通过对智能化装船成套技术的设计方案和工作原理的分析，掌握智能装船设备的性能和技术要点，对于在全自动散装码头中普及使用该技术和保证该技术顺利运用有着既深远且重要的意义。