自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用

?李胜

摘要：自动化控制系统在现代工业的应用中越来越常见，在港口散货装卸应用中也发挥了巨大的作用。提高了工作效率，保障了工作质量，所以自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用十分必要且广泛。本论文主要从自动化控制系统在港口散货装卸设备中应用的重要性和自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用的现状及发展趋势两个方面进行阐述。

關键词：自动化控制系统;港口散货装卸;应用

自动化控制系统技术的发展，为我国相关企业提供了很大的便利，给港口散货装卸也提供了技术保障。港口散货装卸设备需要与时俱进地更新，升级，而自动化控制系统应用技术的提高，便给港口散货装卸带来了新发展。也更贴合我国码头运输事业的快速发展，更能运用到我国的码头运输事业，符合全球的现代化技术的发展。

一.自动化控制系统在港口散货装卸设备中应用的重要性

1.    自动化控制系统的优势

随着人力成本的日渐提供，越来越多的企业需要降低生产成本，提高企业竞争力，迫于这样的需求，生产自动化系统得到了更多的应用和推广。自动化的主要优点：高度的自动化程序，无须人工操作，工作效率高;整个工艺的生产流程稳定，提高产品的一致性;适合大批量生产，降低了企业生产成本;可以执行一些手工测试困难或不可能进行的测试，比如，对于大量用户的测试，不可能同时让足够多的测试人员同时进行测试，但是却可以通过自动化测试模拟同时有许多用户，从而达到测试的目的;将繁琐的任务自动化，可以提高准确性和工作人员的积极性，将技术人员解脱出来投入更多精力设计更好的测试用例。

2.    自动化控制系统的优势在港口装卸设备中的体现

自动化控制系统的优势使我国港口装卸事业有了一个新的发展。自动化控制系统将他的优势发挥在港口装卸事业中，应用操作的简便性，智能化，信息处理的快速性和准确性，不仅高度的自动化程序，降低人工成本，提高工作效率，更是将繁琐的任务自动化，提高准确性和工作人员的积极性。随着我国经济的发展，未来海运交通行业将迎来更大地发展机遇期。港口散货装卸机械设备自动化控制系统为更好地满足未来市场的需求，加快港口散货装卸的速度，提高港口运营的经济效益，保证各种资源的输入和输出，促进国际经济贸易的发展，推动港口散货装卸的可持续发展起到重要作用。目前我国的港口散货自动化控制装卸设备主要有全自动散货抓斗卸船机、全自动斗轮堆取料机、全自动散货装船机等，同时，我国科研人员也正在对港口散货装卸设备进行更深入的开发与研究，实现更高水平的散货装卸设备的自动化控制，相信我国的港口事业会进入一个高水平发展的阶段。近年来我国港口，尤其是沿海主要港口的大型干散货码头的系统自动化和大型机单机自动化发展快，水平明显提高，取得了长足进步。我国大型散货机械，机上多采用PLC控制达到自动化的目的。装卸船舶作业可实现无线遥控。一般在中控室均设有系统模拟屏，可对系统实行实时控制、自动报警、自动停机、自动启动等。

二.自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用的现状及发展趋势

1.    自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用的现状

（1）     可编程逻辑控制对港口散货装卸流程产生的粉尘治理

石、煤炭等散货在装卸、运输过程中的粉尘构成了港口污染的主体，同样此散货粉尘也是我国城市大气污染的重点问题之一，其也是构成了我国沿海城市大气总悬浮物污染的主要成分之一。散货装卸作业过程中，主要产尘点包括：翻车机、抓斗卸料、螺旋卸料、链斗卸料、皮带机及各输送转载站、堆取料机、堆场堆垛表面、运输道路、装船和装车机械装载等。可编程逻辑控制对港口散货装卸流程产生的粉尘治理有很好的效果。可编程逻辑控制系统发挥了自动化控制系统的优势，帮助工作人员更全面有效地进行粉尘治理，在粉尘产生的源头抑制粉尘的扩散，使粉尘一直保持在没有漂浮扩散到空气中的阶段，就地直接进行治理。

（2）     港口散货卸船自动化系统

港口散货卸船自动化系统几乎采用全自动抓斗卸船机，全自动流程开启，卸船机行走离开锚定位，开启轮廓扫描系统，大车行走到指定作业船舱位置扫描整个船舱，将扫描的三维数据传送至全自动整机管理系统。扫描过程中进行舱口边缘辨识，同时计算出舱口尺寸和位置，将扫描的数据与卸船作业工单中的船舶数据进行比对，比对无误后进入实际卸船阶段。通过扫描反馈除清料层以上各层都已抓完后，全自动整机管理系统终止全自动卸船任务，提醒司机进入中控远程手动操作，由远程操作台接管继续操作，直至完成整个卸船作业。这不仅能够有效减少人员消耗、降低操作人员作业强度，更能够提升工作效率。

（3）     散货装卸过程中自动化轮廓扫描系统

轮廓扫描系统采用激光扫描船舱及舱内物料信息并实时更新，将采集到的信息通过后台系统进行计算、建模，形成电子物料数据库，将各单机的物料轮廓系统数据汇总上传到中控，建立中控物料轮廓系统，为全自动工艺方案提供必要的数据支撑。

作业前，根据下发的作业工单中提供的泊位、舱位、船体船舱等信息，大车行走和司机室运动至指定舱口位置，开启激光器扫描，3D转动机构配合激光器执行对整个船舱的扫描，3D机构回到起始位置，扫描完成，轮廓扫描系统进行数据处理。卸料作业过程，每执行一次抓取循环动作就会执行一次扫描更新，更新节点定于抓斗起升并离开船舱上方后，3D机构执行舱口和舱内物料信息的数据更新。抓斗卸船自动化扫描控制在TPS的内部一般有两个偏转镜，在偏转镜下反射，反射后的激光被激光接收器接收，通过一系列操作计算出物体与激光器之间的距离，了解目标物的三维位置数据信息。

2.    自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用的发展趋势

现代化工厂向规模集约化方向发展时，生产工艺对控制系统的可靠性、运算能力、扩展能力、开放性、操作及监控水平等方面提出了越来越高的要求。传统的DCS系统已经不能满足现代工业自动化控制的设计标准和要求。随着工业自动化控制理论、计算机技术和现代通信技术的迅速发展，自动控制系统的未来发展方向将向智能化、网络化、全集成自动化等方向发展。而智能化、网络化、全集成自动化等方向的发展更会促进港口散货装卸的发展，使港口装卸走上一个新阶梯。港口装卸机械——卸船机未来发展趋势主要可以分为两类：全自动抓斗散货卸船机，全自动散货抓斗卸船机在现有手动和半自动卸船机的基础上，增加了船舱位置扫描设备及物料分布扫描设备，即目标位置扫描系统（TPS），实现船舱位置和物料分布的自动检测，完全取代司机的手动设置和操作，实现整舱的连续自动卸船功能，从而达到提高作业效率和安全性能的目的;链斗卸船机，机械式连续卸船机与抓斗卸船机相比具有如下特点：在生产率相同的条件下，自重较轻，码头水工投资较省;生产率基本不随货位变化而变化;货物不易撒漏;易于防尘;清舱量较小;能耗和间歇式卸船机一样较低（约0.25kWh/t）。未来港口散货装卸设备的应用将会更加的自动化，也将更加展现自动化的优势，包括但不限于之前提到的节约成本，改善环境，提高效率等。

三、结束语

综上所述，自动化控制系统的发展与完善给港口区域的未来带来了更多的活力，自动化控制系统的发展与完善也能在一定程度上减少港口工业区域发展的成本费用和环境污染。该论文分析了自动化系统的优势，自动化系统的优势在港口散货装卸設备中的体现，论证了自动化系统在港口散货装卸的重要性甚至是必要性。提出了自动化控制系统在港口散货装卸设备中的应用的发展趋势及优势，就是为了未来港口自动化能有更好的发展。

参考文献：

[1]   左玉石.自动化控制系统在港口散货装卸设备上的开发与应用[J].中国科技博览，2015（5）：34

[2]   包起帆.港口散货全自动装卸设备研究与开发[J].中国机械工程，2016（08）：67

[3]   张春意.关于散货港口自动化多系统架构研究[J].工程技术，2015（7）：12