港口机械自动化控制系统应用研究

吴丛铭

（广西钦州保税港区盛港码头有限公司，广西 钦州 535035）

近几十年来，自动化控制技术的迅速发展，为我国港口行业提供了前所未有的机会，它的出现极大地改善了港口的效率和质量，并且大大提高了装卸安全性，从而推动了港口运输的发展，迈向一个崭新的高度。随着科学技术的发展，自动化控制系统已经成为港口机械设备运行的重要保障。它不仅可以有效地改善了工艺流程，而且还可以极大地提高工作效率，从而更好地满足港口机械设备的安全和高效运行的需求。

1 港口机械与自动控制系统的概述

1.1 港口机械的介绍

港口机械是一种重要的工具，可以帮助港口工人完成各种工作。通常，这些机器包括门座式起重机、岸桥式起重机、连续式卸货机、移动式卸货机和连续式装货机，以及专门用于装卸货物的桥梁和堆场。港口作为一个重要的交通枢纽，不仅为船只、货物、内河航行、通讯、商业活动以及沿海地区的工业发展提供了便利，而且还成为该地区经济的重要支柱。随着港口吞吐量的不断攀升以及生产任务的加快，采用先进的自动化控制技术，可以大大减轻工作人员的负担，极大地提高港口的运营效率，从而使得港口机械更加自动化和智能化，从而为港口的可持续发展做出积极贡献。

1.2 自动化控制系统的介绍

控制系统是一种用于控制和调整物体的工具，它通过控制器和控制对象的协同工作来实现自动控制。这种控制方法通常包括开环控制和闭环控制，它们都不需要人工介入，可以根据预先定义的程序和指令来实现目标。开环控制的优势在于它可以通过控制器和控制对象的直接相互影响来达到控制目的，这种方式的优势在于操作简便，抗干扰能力强，控制精度较高；通过采用闭环控制，控制器和被控对象之间不仅存在正相关，也存在负相关，这种技术具有极强的抗干扰性和极高的控制精度，可以进行自动化的检测、调整和处理。它的应用范围广泛，可以用于港口机械设备的操作，从而大大提高了港口的吞吐量，减轻了工作人员的劳动强度，并且也极大地改善了港口机械设备的运行效率和质量。为了确保港口作业的安全，我们必须采取更多措施。

2 自动化控制系统在港口机械中应用的优势

2.1 采取有效措施，确保作业人员的安全

过去，由于港口现场的恶劣环境，工作人员和机械设备面临着极高的风险，因此，为了确保工作人员和设备的安全，减少港口机械设备的故障发生率，我国的码头积极推行自动化控制系统，它们的操作简便、迅捷、可靠、智能，可以极大地改善港口的运营管理，从而更好地满足客户的需求。通过引入先进的智能系统，可以大大改善港口机械设备的运行性能和操纵性，从而有效地确保港口现场装卸作业的安全，节省大量的人力和物力，同时也极大地提升了装卸作业的效率，从而达到了智能化的管理。

2.2 通过实时监控，能够有效地完成作业

随着港口作业规模的不断扩大，传统的现场装卸作业方式已经无法满足当今日益复杂的作业需求。为了提高港口作业的效率和安全性，自动化控制系统应运而生。其中，时监控系统是自动化控制系统的核心部分之一，能够实现对港口码头现场装卸作业的全程、实时的监控。

通过将自动化控制系统应用到港口机械设备中，可以有效地实现作业实时监控。总体来说，自动化控制系统可以实时浏览和获取现场作业状态，包括装卸货物的位置、数量、运输车辆的行驶速度、设备的工作状态等信息。同时，自动化控制系统可以将所有搜集的现场实时作业流程画面上传到在线管理系统中，以此实现对港口码头现场装卸作业的全程、实时的监控。

在这个过程中，实时监控系统扮演着非常重要的角色。实时监控系统能够实时监控港口码头场装卸作业的情况，并将所搜集的数据及流程画面上传到在线管理系统中，供管理人员进行查看和分析。这不仅可以帮助管理人员及时发现和处理问题，防止事故的发生，还可以提高港口作业的效率安全性。

3 港口机械自动化控制系统的现状分析

在当今时代，我国的港口机械设备自动化技术主要表现为数字化驱动系统、自动流程控制、无线数据通信以及交流变频调速技术等多种形式。首先，数字化驱动系统通过对设备进行精密的控制，使得设备运行更加稳定、准确，提高了工作效率。其次，自动流程控制则实现了对整个生产过程的自动化管理，通过自动化设备的协同工作，大大提高了生产效率，同时也降低了人力成本。再者，无线数据通信技术的应用使得设备间的信息传递更加迅速、准确，从而保证了设备之间的协调性，提升了整体的工作效率。最后，交流变频调速技术则通过改变电源频率来改变电机的转速，实现了设备转速的精确控制，从而提高了设备的工作效率和精度。

在这些自动化技术中，尤其值得一提的是PLC自动化控制系统的应用。PLC自动化控制系统是一种用于实现自动化控制的电子设备，具有操作简便、功能强大、可靠性高等特点，是当前工业自动化控制中非常重要的一种设备。在港口机械设备中，PLC自动化控制系统的应用不仅大大提高了设备的工作效率，同时也满足了港口作业的需求。此外，PLC控制技术还能够实现对港口多种机械的控制，进一步推动了港口现代化的发展进程。

然而，虽然目前我国的港口机械设备自动化技术已经取得了很大的进步，但与世界先进水平相比，还存在着一定的差距。首先，我国的港口机械设备自动化技术的研发力度还不够大，需要进一步加大投入，提高自主创新能力。其次，我国的港口机械设备自动化技术在应用方面还存在着一些问题，如设备的兼容性不强，操作复杂性大等，这也限制了其在港口作业中的应用范围。

我国的港口机械设备自动化技术虽然已经取得了一定的进步，但还存在需要改进和完善的地方。未来，我们需要继续加大研发投入，提高设备的兼容性和操作性，进一步提高港口作业的自动化水平，以适应未来港口作业的发展需求。

4 自动化控制系统在港口机械中的应用分析

在港口现场作业中，将自动化控制系统应用到港口机械设备中，就算是频繁的作业操作，也能保障港口机械设备处于正常、稳定的运转状态，避免机械设备出现故障等问题。具体主要体现在以下几个方面的应用。

4.1 在港口胶带运输中的应用

在港口事业中，胶带运输机是一种用于大规模货物运输的重要设备，它的作用是将散装货物从一个地方快速、准确地输送到另一个地方。由于其工作量大，工作环境复杂，因此，对胶带运输机的控制和管理尤为重要。

自动化控制系统在港口胶带运输机中的应用，大大提高了港口作业的效率和安全性。首先，自动化控制系统可以实时监控胶带运输机的运行状态，包括运行速度、载荷情况、设备状态等，便于及时发现和处理问题，防止设备故障或者事故的发生。其次，自动化控制系统可以通过预设的程序，自动进行设备的启动、停止、加速、减速等操作，不仅减轻了操作员的工作负担，也提高了操作的精度和效率。

在这些自动化控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）的应用尤为突出。PLC是一种专门用于实现自动化控制的电子设备，具有操作简便、功能强大、可靠性高等特点。在港口胶带运输机中，PLC可以实现对设备的精确控制，例如，通过改变电源频率来改变电机的转速，实现设备转速的精确控制。此外，PLC还可以与其他设备进行通信，实现设备间的协调工作，进一步提高港口作业的效率。

在实际的港口胶带运输机运作过程中，自动化控制系统能够确保货物在规定的时间内快速完成运输任务，减少了因设备控制问题而导致的延误和失误，大大提高了港口作业的效率。同时，自动化控制系统还能通过实时监控和预警功能，降低港口机械设备事故的发生，提高了港口作业的安全性。

自动化控制系统在港口胶带运输机中，不仅提高了港口作业的效率，同时也提高了作业的安全性。未来，随着自动化技术的不断发展，相信会有更多的高效、安全、智能的自动化设备投入港口作业，推动港口事业的进一步发展。

4.2 在港口集装箱桥式起重机中的应用

随着装卸桥电气系统的不断发展，集装箱桥式起重机的运行可以得到大幅度的改进，其分布范围也变得越来越广泛。为了使港口机械设备的运行状况得以实时监测，采用自动化控制系统可以有效地保证数据的安全、可靠地传输。PLC控制系统的广泛应用，大大提升了港口集装箱桥式起重机的运行效率。它不仅可以实现信息的实时传输，还可以对系统和驱动器的故障进行准确的诊断，从而提供可靠的维修服务。通过PLC技术，工作技术人员能够迅速检测到设备的磨损状态，识别出潜在的故障，并采取有效的措施来解决和纠正。此外，PLC还能够将港口机械设备的维护结果记录下来，使得日后的故障诊断和维护更加准确、完善。通过引入先进的自动化控制技术，港口集装箱桥式起重机的运行状态得以监测和控制，这样一来，不仅可以大大提高机械设备的使用寿命，而且也能更好地保证其安全性和稳定性。采取措施来改善系统设备的运行状态，将会产生重大影响。

4.3 在港口装卸设备中的应用

随着科技的发展，港口散货装卸作业已经从传统的手工操作转变为利用先进的机械技术，如智能化的抓斗装卸船、智能化的网络系统、智能化的监控系统以及智能化的管理系统，这些技术的应用可以有效地缩短装卸作业的时间，减少船舶的延误，提高效率，减少对船舶及企业的负面影响。为了有效地防止和减少散货装卸过程中出现的问题，港口采用先进的自动化技术，安装和配置先进的装卸设备，从而达到更加高效、更加精准的散货装卸服务。

利用自动化控制技术，装卸设备可以利用激光技术实现多种目标的实时识别和自动监测，包括船舶停泊位置、舱室、舱口、舱底等，特别是在散货装卸作业过程中，激光技术可以先扫描船舱，确定舱口位置和大小，并将获得的数据上传至总指挥中心，从而实现多种目标的实时识别和自动监测，从而更好地完成卸载任务根据这个信息来确定这艘船是否已经被拆除。

首先，ACK装卸船只后，我们需要扫描船舱内的物料堆，并收集相关的堆积信息。然后，我们会把这些信息发送给控制室，以便确定取货位置。最终，控制室会根据收集的信息，操纵抓斗卸货机完成自动卸货任务。

为了确保船舱的完好，我们应该在自动抓斗卸船设备达到安全标准时，立即中断其运行，转而由人工操作，彻底清除船舱内的残留物。这样，我们就可以使用全自动抓斗卸船机械，既能够确保操作者和船舱的安全，又能够大大提高卸货的效率，从而达成完美的自动化管理。

5 结语

经过引入自动化控制系统的改进，港口机械的故障率大大降低，货物的识别和装卸作业的效率大大提高，使得港口的运营更加有序，而且，随着技术的进步，港口的吞吐量也在持续增加。通过引入先进的自动化控制技术，我们可以大大提高港口机械的效率和性能，从而推动其自动化的发展。