浅谈港口机械电气自动化技术与控制

（上海振华重工（集团）股份有限公司南通分公司,江苏南通市,226017）张 伟

1 港口电气自动化发展现状

1.1 港口的智能化

从发展实际状况考虑,当前港口的电气系统设备和设计技术仍需要国外大企业的提供,必须在综合运用PLC半自动、电脑监管系统等先进信息技术的情况下,进行港口码头的智能化发展。但目前中国港口码头的智能化发展,在软硬件、监管、综合调度等方面仍和发达国家有着很大差异。

1.2 集装箱码头智能化

在世界的深度发展下,贸易与货物集装箱运送之间有着日益紧密的联系,进行智能化的实施可以大大提高海港装卸作业工作效率和装备能力。中国从上个世纪70时代中期就已大力推广集装箱货物运输,在蓬勃发展的流程中研发出了RTG、CC等先进设备,并在世界性的深刻负面影响下,得以普遍推广使用。但和发达国家一样,中国港口集装箱码头智能化发展水平还是面临着不少亟需提升的问题,包括对智能化港口体系的建立缺少有效研究、智能化港口体系没有对高效设施和先进系统的可持续发展。

1.3 现场部分

港口电气智能化现场控制主要由气压感应器、限位开关、可编程控制系统等设备共同构成,在多种控制系统的综合下可以完成对各种装置使用及操作的有效管理,并在第一时间掌握了港口集装箱实时性的数据信号。

1.4 通讯部分

从目前发展的角度看,由于海港地区大型机械设备及电气智能化控制系统的现场数据信息、信号及控制操作都相对复杂，因此,在实际操作中可以使用现场总线技术来实现相关数据信号的传送,而对于不适应港口地区现场操作布线的空间则可使用蓝牙技术加以解决,从而提高了数据信号传送的准确性、有效性。

2 PLC电气自动化技术与控制

2.1 在海港门式吊机中的运用

通过把PLC技术运用到海港门式吊机当中,即便在不断的运行中,可以使港口起重机一直处在平稳的工作状态下,从而减少了操纵系统失灵和机械敏捷性下降的问题。在操作的各环节,一般要求作业人员在使用主令控制器这一媒介基本上,合理地调节PLC进入、输出的外接终端,与联锁电路、过压集成电路和过流集成电路等。当直流24V信号同时发生于PLC入口与输出终端时,说明正常工作状态是为了对应门式起重机的PLC外围输入输出信息状况,在此基础上还可以使得合理控制驱动工作在中小型化继电器驱动设备控制线圈中同时进行,而接触器控制线圈在运动中的小型化继电器驱动上就会被触发,设备内的各个运转机构也相应起动，从而进入到正常工作模式。

2.2 在传统海港胶带输送机中的运用

电气自动化系统是传统海港胶带输送机的主要特征,而分布式网络系统监控机构为其经典架构,在这一体系里面,现场管理设备、现场监测设备和控制站等是现场监控的三个主体内容,由现场监控屏、操作员设备、监控中心和服务器设备等几个部分,共同组成了运输机电气智能化的集中控制器,一般要求在中心控制室中设有集中控制器,在TCP/IP协定的基础上,还可使信息交互、数据通讯等工作同时在控制站和集中监控设备的体内进行,在这一流程中,还离不开一项关键的互联网媒介,即以太网。要想进行有效的数据交换过程,当设备处在具体的工作状态中时,可以假设在数据通讯设备和集中控制设备之间具有＞1200m的交互间距,此时二者之间的互连必须对以太网设备进行应用,还需要设置中继器,以形成较为完善的数据交换结果。

3 散货装卸自动化技术与控制

3.1 集装箱装卸自动技术

在1993年,世界上首个全自动运行集装箱码头在荷兰的鹿特丹码头开始建设,并投入到了生产与实践活动中。此后,香港、新加坡、德国、日本等许多发达国家均加大了对该技术的研发与实践。德国和荷兰的自动化港口也十分重视对该技术的创新与发展,把自动导向车辆、轨道型龙门吊等多种带有强大综合性的技术与设施,都使用到了原材料堆场中，对市区另一头的外籍卡车装卸管理方面,则使用了许多富有革新意味的技术与设备。而新加坡港口则比较注重的是原材料堆场的自动位置功能,虽然强调了位置的精确度,但它的范围却相对狭小,并没有进行过大范围的推广。

3.2 散货装置自行扫描和控制的技术

对装料堆的队形布置、最大宽度、最小高度等做出及时的动态监控,会直接影响着干散货装载作业的完成质量。在传统的工作模式中,人们主要是利用肉眼观测的方法获取有关数据,尽管部分数据也可以利用摄像机等工具实现更为精确、更加快捷地提取,但还是不能保证数据的准确性,会使所获取数据和实际数值之间形成很大的偏差。料堆轮廓的检测技术可以对上述实际问题做出较大程度的改进,它主要是用激光测距的方法把目标定位并设置到抓斗卸船机和斗轮堆取料机中。另外,还可以确保所获数据的真实性与准确度,从而能够为作业的高效进行提供有力的数据支撑,从而降低了作业进行中所花费的时间成本,从而提升了作业效果。

3.2.1 抓斗卸船的自动扫描和控制系统

对目标物品进行确认并明确该物品的部位、形态,在此基础上复原物品，同时,如能合理利用抓斗卸船的自动扫描系统和控制技术,还可以同时辨认多种目标,对船仓内物品的分布情况有个较为全面的认识,从而保证了作业任务的完成。

3.2.2 斗轮堆取自动化扫描控制系统

这一关键技术与卸船机具有非常明显的相似之处,因为它们都是利用TPS技术所提取的各种数据,将这些信号和数据同PIC技术提取的各种数据加以密切的融合,并针对立体画表面特征实施各种复原与计算,进而获取具备一定真实感和精确度的原料堆位置及其立体形态的有关信息。

4 结语

综上所述,近年来,中国在积极实施社会主义现代化经济建设的过程中,港口机械电气智能化的水平也大大提高,在这些状况下,中国现代港呈现出了大型化、自动化和智能化的特征,也给中国的进出口国际贸易活动带来了机电的方便。该文针对当前应用的PLC电力自动技术和散货装载自动技术及其管理进行了研究,期望为中国港口的未来规划提供必要的理论基础。