港口机械电气自动化技术与控制分析

王绪国

摘要：21世纪，国家信息技术不断创新发展，电气自动化技术得到了大力推广和应用，给人们的生活工作提供了很大便利。港口建设对国民经济的发展具有重要意义，加强港口机械电气自动化技术势在必行。

关键词：港口机械;电气自动化技术;控制

改革开放以后，我国港口的建设速度日趋加快，有效推动了我国港口机械电气自动化技术水平的提升。与国际先进水平相比，我们青岛港口大型专业化码头的装卸设备丝毫不逊色，经济发展类型也由粗放型增长模式向集约型增长模式转变，港口机械模式也随之改变，装卸设备由过去的自动化、大型化、高速化向智能化、专业化、节约化过渡和转变，同时也带动新技术的发展。

1电动RTG技术

电动RTG的应用，有助于减少污染物排放，优化工作环境、减小运营成本，因而经济、社会、环保效益显著。对于RTG“油改电”技术而言，主要涉及到三大供电方式，包括电缆卷筒、低架刚性滑触线、高架滑触线三种供电途径。当前，我国多數沿海港口集装箱码头均实现了RTG“油改电”技术，并取得了显著的应用成效。日后，电动RTG技术的应用，将进一步朝着直流供电、锂电池、超级电容等相关蓄能设备方向研发，同时，进一步加强混合动力RTG技术研发，继而促进电动RTG技术尽快实现标准化应用。

在轨道吊上，我们青岛港自动化码头用氢能源作为动力电源，已改5台轨道吊试运行阶段，锂电池用在我们港口的自动导引车上面

2散货装卸自动化技术

在国外的港口中，大型散货码头使用的散货装备多数拥有半自动控制功能，通过人工辅助实现主要控制参数的设定，进而获得较高的工作可靠性和工作效率。例如，日本新日铁和德国汉堡运用自动化系统完成堆取料流程。我们青岛港应用了散货抓斗、散货装船、斗轮堆取等全自动技术，成为全球首座实现港口散货作业全自动化的港口。

3集装箱装卸自动化技术

自1993年，荷兰鹿特丹港ECT码头——全球首座自动化运行集装箱码头建成并投产，随后，德国、新加坡、日本、香港等码头相继实现了集装箱自动化运行。对于荷兰、德国自动化码头而言，其堆场所采用的是轨道式的龙门吊、自动化导向车等组合应用技术。而对于外集卡装卸，主要利用的是远程人工操作、遥控吊具等方式，于堆区的另一端加以控制完成。对于新加坡码头而言，其自动化堆场所利用的是高架式自动化场桥，其具有自重小、定位精确等优势，更适用于水水中转，但只能在内集卡作业。就日本东京、香港HIT码头而言，主要采用的是半自动化技术，即轨道式的龙门吊，因而智能允许大车自动化作业，司机借助于人工操作，实现内、外集卡的自动化装卸。

我国也不逊色，在2013年，青岛港开始组建一个国内完全成熟的集装箱自动化码头，能够借助于图像、激光测量进行科学、精确的定位，也是全球首座全面实现内、外集卡全自动化对箱、落箱的港口。

4散货装备自动扫描与控制技术

在散货的装卸作业中，实时监视作业料堆的最小高度、最大高度以及堆型分布等十分有必要，运用相关规则进行计算，对后续作业的作业参数进行确定。当前，肉眼观测和估计是大部分数据的来源，也有的数据是通过摄像机观察辅助获得。人工得到的数据容易受到天气、经验、时间以及情绪的干扰，无法保证数据的准确度，一旦出现人工失误或者数据误差，将会造成翻船、沉船、堆场地面损坏以及船体受损等严重事故。因此，将料堆轮廓自动检测技术应用到港口散货装卸作业具有重要意义和价值，也是实现装船机、卸船机以及斗轮堆取料机等设备自动化的前提和基础。利用激光测距的原理，在斗轮堆取料机和抓斗卸船机中安装目标定位系统，并将其作为检测器件;在装船机中安装激光扫描仪，用来完成目标检测作业。

5集装箱设备自动化定位与控制技术

对于青岛港自动化码头而言，已经构建起了全自动化装卸作业与控制系统，借助于小规模轨道龙门吊，就内外自动导引运输车、作业箱等分别进行自动化定位，自动化装卸、并置于缓冲平台。对于这一系统而言，其主要是由集卡、吊具两大定位模块所构成。前者旨在就集卡进行粗略定位，协助指示集卡将其停在相应的操作位置，后者属于精确定位集卡，对吊具进行控制，并进行装卸作业。

6基于PLC的港口胶带运输机自动化控制

一般来讲，应当在中央控制室内配置集中控制器，基于TCP/IP协议，能够在集中控制装置和控制站两者间完成数据交互和通讯，此过程的实施中的重要网络媒介是以太网。为了使数据交互工作及其过程更加顺畅、有效，设备在实际运行中，假如集中控制装置与数据通讯的交互间距超过1200m，这种情况下，集中控制装置和数据通讯的连接不光依靠以太网，还应当增加中继器的配置，从而构建更完善的数据交互系统，确保数据交互高效和有效。

7基于PLC的港口除尘自动化

港口如果输运煤炭资源，由于煤炭堆积会造成灰尘污染和一些环境问题。针对此类环境污染现象，我们青岛港口通常采用高压喷枪进行定期洒水降尘这一治理方式，不但可以避免粉尘飞扬继续加重污染问题，还可以在夏天的高温炎热环境下，缓解由于煤堆温度过高而发生的自燃问题，减少不要的经济损失和人员伤亡。PLC技术（可编程逻辑控制）应用在港口除尘系统中，可以在保证除尘效果的前提下，自动化控制洒水降尘清洁操作，减小港口除尘工作人员的工作量和工作难度。PLC控制系统能够采用分布式I/O结构来监督和控制整个上位机的操作画面，有利于工作人员更全面的对泵房内部的工作状态、水池情况、系统压力状况等进行了解，从而促使港口运行拥有更好的环境，促进港口生产和运行的顺利实现。

结束语

在“十二五”规划的指导下，在未来3到5年之内，我国水运交通行业将面临着十分关键的机遇期，因此，应进一步加快港口机械电气自动化控制技术的研发和应用，保持全球领跑的发展态势，同时，进一步促进我国港口装备的完善和发展。此外，除了发展先进、可靠的硬件设施以外，还应大力促进软件产业的发展，实现优秀软件的国产化，并注重提升其自动化调试、升级功能，减少整机的成本，以更好地提高国际竞争力。

参考文献：

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