散货码头智能化装卸工艺技术

黄荣 沈策

1. 国家能源集团泰州发电有限公司 江苏 泰州 225327；2. 杭州华新机电工程有限公司 浙江 杭州 310030

引言

码头货物装卸一直是我国货物运输的重要内容。相关的工作人员需要重视散货吞吐量的变化情况，散货运输量越来越大，运输种类越来越多。我们需要用更加高效智能的装卸方法，使其与工作结合在一起，才能够提升整个散货码头的运转效率，让散货码头运转更加合理。我国散货码头起步比较晚，存在效率低、耗能高的问题，所以相关单位以及企业一定要加强智能化和自动化技术的应用，使行业发展可以更进一步。

1 散货智能化装卸工艺的必要性

1.1 提高运营效率

我国很多散货码头都有投资大、单位产出小的特征，究其原因在于，散货本身在装卸运输方面就比较麻烦，涉及的工序比较复杂，对应的环节非常多。要做好散货的装卸，必须要有大量的人力资源来支撑，才能完成对应的装卸工作[1]。通常来说一个大型散货码头必须要3000多名工作人员来进行操作，并且要保证年利润在7000万，才能使码头正常运行。目前来说国内竞争环境越来越激烈，如果散货码头不能通过各种方式来提升自身的工作效率，使装卸作业能力得到加强，那么其对应的业务量就会受到影响，收益也会受到很大程度的影响。相关单位要通过智能化装卸来最大限度地提升散货码头的装卸储运能力，更好地发挥出对应的效果。智能装卸工艺利用到了先进的现代科技，涉及的内容非常多，工作人员需要结合实际情况做好散货码头的技术优化，尽快缩短装卸周期，让散货码头运转效率可以更高。

1.2 提高环保节能价值

环保技术对于行业的可持续发展来说非常重要。散货码头装卸受到了低碳生产概念的影响，做出了相对应的调整。散货码头涉及的货物种类非常多，其中汽油、柴油、电力之类的能源也在装运的范围内。而这些都影响了码头环境，如果没有做好处理，很容易影响海洋生态环境[2]。为了使散货码头的工作可以更加节能环保，散货码头需要做好技术的研发和改进，要能够从实际情况出发，优化智能化装卸工艺的应用，从智能化的角度着手进行散货码头的技术优化，让散货码头更加节能环保，不会出现污染、泄漏之类的问题，也不会出现过多的资源浪费。散货码头要做好科学合理的控制工作，协调好不同系统的正常应用和展开，从实际情况出发来做好资源配置的控制工作，让散货码头的资源利用率可以得到最大程度的提升。

2 智能化装卸储运

2.1 智能化抓斗卸船工艺

激光测距技术对于散货码头来说非常重要。工作人员要能够合理使用激光测距技术来识别每一艘货船的规格、散货分布情况等一系列的信息，然后合理结合可编程逻辑控制器技术得出相关的扫描数据，做好虚拟仿真，并根据散货船的数据做好科学分析，制定对应的装卸方案，控制好机械运作的各项参数，进行移动、升降、抓放一系列的操作[3]。整个装卸过程中，相关单位的技术人员要合理的使用相关技术做智能化的分析，使系统可以根据数据反馈进行实时调控管理，让散货装卸工艺能够更加稳定高效。目前来说，我国在智能化散货装卸上还存在着很多没有攻克的问题，有一定的技术难度，比如三维动态模拟、平衡线传数据、测量精度实时监控等等，都需要得到进一步的确认和优化，才能使卸船工作可以更加智能化，更加高效。

2.2 智能化装船工艺

配有多轴伺服运动控制的激光雷达，可以做好船体检测，得到需要的数据。系统可以结合数据制定出科学合理的物料装运轨迹，设计好物料分布情况进而做好调整控制，把握机械位置，提高工作速率，同时也可以通过系统的科学分析来提高装船的空间利用率，使整个装运的效率和质量都可以得到极大程度的满足。智能化装船工艺涉及的内容有很多，主要难点在于如何合理规划路径，目前来说散货码头在规划上的智能化程度还不够高[4]。

2.3 智能化装卸工艺

斗轮堆取料机会通过激光雷达扫描来进行实时监控，得到相应的数据，然后智能制定出布料堆的选取路径、速率、数量以及规模之类的参数。这里涉及的技术难点在于如何做好精度控制，如何结合微曲路径来优化模型构造，以及如何提高控制精度等。我国散货码头智能化装卸工艺关系到的内容有很多，相关单位的工作人员需要通过各种方法，有效提高工程效率，同时最大限度地降低人工成本，才能做好效率的提升工作，使整个装卸工艺更加高效，更加智能化，同时减少污染，让散货码头有更好的经济效益。

3 智能装卸系统及其工艺

设备运行部分以及监控管理部分是整个智能装卸系统的核心内容。其中设备运行部分包括了设备堆场设备、卸船设备以及装船设备等。而另外的监控系统，则主要是主控系统以及自动化控制系统、生产信息化系统以及生产管理系统等。以煤炭为例，我国的煤炭主要是北煤南运，北方煤炭会装船运输到南方，然后进行卸船。这时候智能码头就可以根据不同的作业类型做好对应的装卸工作，结合实际需求来做好堆场作业以及码头作业，并且在整个装卸过程中实现自动化。系统可以合理根据微波雷达设备来做好自动调节，让给料频率能够与装卸频率相匹配[5]。堆场作业时，可以使用成像扫描设备来做好数据分析，给定物料的速度、路径这一系列的参数，做好对应的调整。在进行装船作业时，相关单位的工作人员需要合力通过成像扫描技术来分析相应的技术参数，结合激光雷达扫描，根据码头的情况制定出合理的装运轨迹，通过自动化的控制来做好机械装船工作。另一方面，在卸船作业时，可以使用扫描测距技术来做好识别控制，根据场内物料分布情况，结合实际工作内容来制定出科学合理的方案，通过自动控制做好抓取的作业，使现场工作可以更加方便、更加智能化。

4 发展建议

4.1 管理层面

4.1.1 建立和优化系统。由于码头生产管理涉及的内容有很多，所以在管理上一定要形成一个更加全面的系统，将生产管理控制联合成一个整体，通过一体化的控制来做好更加周密的调控，使系统的生产运转可以更加周密。相关单位可以通过计算机网络以及通信网络的数据整合，优化生产流程，实现经营成本的控制，通过提升营运效率的方法，做好计算机网络和数据网络的整合工作，一步一步优化生产流程，做好综合管理，使生产设备业务管理、资产设备管理都可以更好地联系起来，让管理的内容可以更具有宏观性和整体性。

4.1.2 故障远程监测系统。散货卸装码头需要用远程监测系统，随时监测设备的运行状态，比如皮带机、翻车机、装船机、堆取料机以及卸船机等，观察其有没有出现故障，一旦发现故障要立刻报警，让专门的工作人员立刻查看，做好科学的修护和维修工作，使设备尽快恢复运转。

4.2 设备层面

4.2.1 研发大型散货装卸设备。相关的企业一定要持续不断地研发散货装卸设备，使其投入运行有更好的应用效果。目前来说，很多航运公司都在发展远洋运输船，其中有很多的40万吨级超大型运输船，相对应的散货装卸设备就要有足够的装卸能力，才能真正意义上与市场发展相匹配。我国港口散货装卸能力要持续不断提升，才能够有足够的运输能力。相关单位要持续不断地做好设备研发工作，从每一项具体的工作内容出发，优化工作的细节，做好工作的把控。

4.2.2 提高安全性。散货码头一定要重视安全作业。有40%的港口事故都是因为设备安全性不强造成的，所以散货码头一定要重视各个设备的运转状况，尤其是装卸设备本身的运转机制非常复杂，需要和舱内货物接触，一旦出现碰撞，就会很大程度地影响设备正常运转，让设备以及船舶的安全性受到威胁。工作人员要合理优化设备，结合先进的工艺来最大程度地避免碰撞，通过更加多元化、动态化、智能化的控制，来提升整个装卸作业的安全性。

4.2.3 全自动化研究。要提升散货码头的工作效率就一定要增强装卸机的自动化水平。目前来说抓斗卸料船是应用最广泛的一种设备，但是其作业效率低，并且安全性不够，工作人员需要做好自动化技术的研究，让卸船作业效率可以得到更好的提升。

4.2.4 用途装卸设备。很多散货码头都是专业化煤炭码头和矿石码头。这种码头具有单一性，要想使其进一步得到发展就要做好结构调整，使码头能够有更多的用途，可以适应更多散货的装卸工作。

4.2.5 环保型装卸设备。相关工作人员要从实际情况出发做好设备的研发工作，增强装卸设备的环保性，降低整个装卸过程中可能产生的粉尘污染，以达到保护港口环境的目的。目前来说，港口除尘主要是湿式除尘和干式除尘，然而这些除尘方法效率比较低，并且不够环保，所以一定要做好新的技术研发，提升散货码头的环保价值。

4.2.6 自动化清舱设备。相关工作人员要重视清舱作业的效率问题，通过各种方法加强自动化设备的研究工作，进而合理研究作业来提高港口的运转效率，缩短装运时间。

5 结束语

综上所述，散货码头涉及的内容有很多，目前以杭州华新机电工程有限公司为代表的一批设备制造企业和以国家能源集团泰州电厂为代表的一批用户企业都在投入大量的资源来开发完善各个关键技术，以实现散货码头的智能化控制，提升散货码头的装卸工艺技术水平，使散货码头有更好的运转效率，更高的装卸质量，提升相关企业的生产效益。如能源集团和杭州华新当前正在进行联合研发的国产最大螺旋卸煤机的无人值守系统、杭州华新目前正在进行的国内首台商用抓斗卸船机全自动作业系统等。相关的企业一定要明确智能化技术的重要性，并且在实际施工应用中不断优化控制处理措施，从各个角度出发做好装卸工作的控制，使装卸工作可以更加科学合理。注意提升运营效率，明确各项工序的复杂性，结合散货码头的运转现状优化智能信息技术，并且要保证散货码头的生产运转可以更加环保，提升散货码头的经济效益和社会效益。