摘要：随着自动化控制系统被普遍应用于我国的港口货物卸载事业中，我国的码头运输事业进入一个快速发展的阶段，使港口有关产业的发展也迈向了一个新台阶。现实工作中对于港口机械自动化控制需要继续做出深入研究和改进，促使每一项工作的落实，推动港口工程建设的全面进步，为国家的港口事业提供更多的保障。本文重点围绕港口机械电气自动化，对其控制技术的具体应用展开探讨。
关键词：港口机械；电气自动化；控制
1港口机械自动化控制的意义
首先，电气自动化控制技术的应用，可以促使自动化控制按照以人为本的理念来完成，对于港口机械的具体布置，充分考虑到现阶段拥有的工作成绩，减少了传统错误布置造成的影响，在空间的节省以及具体的机械运转效率上，都能够大幅度的提升，由此来合理降低人工监督的力度，为港口的自动化运营，提供较多的保障。
其次，港口机械自动化控制工作开展中，自动化控制系统可以采用一个处理器实施对整个操作的控制，通过远程数据收集和控制，实现灵活、便捷的控制过程，运行中呈现出较强的便捷性和可维护性。
再次，采用自动化控制系统进行港口散货的装卸工作，不仅能够提高工作的运行效率，而且大大缩减了相关人力、物力，节约了相关成本，实现了港口货物装卸工作的全新面貌。
2港口机械电气自动化技术与控制
2.1港口散货卸船系统
港口散货卸船系统基本采用全自动抓斗卸船机，这种设备是利用激光对船舶所处的位置、船舱位置情况、舱底深度和舱口高度等进行辨别，实现多个目标的自动监测和识别。这一系统系统的具体工作流程为：第一，使用目标位置扫描系统（TPS）对船舱进行扫描，辨识舱口的边缘，计算出舱口的位置和尺寸，然后将数据传回总指挥中心，将船舶数据与数据库中卸船任务进行比对，判断是否为要卸船的船只。第二，使用TPS对船舱内料堆进行扫描，获得堆形数据，将数据返回中央控制室分析后，确定具体的取料点。第三，中央控制室根据TPS传回的舱口数据和船舱內料堆形数据，控制大机移动和抓斗移动、起降等，利用抓斗卸船机实现自动化卸船工作。第四，为了降低船舱的损毁率，在自动抓斗卸船机工作到安全阈值时，停止自动卸船，改为人工卸船，对舱内进行彻底清仓作业。目前，从港口散货卸船的安全性考虑，我国很多港口采用全自动抓斗卸船机，需要专人操作，司机需要踩着脚踏板控制设备的运行，一旦司机松开了脚踏板，卸船设备会立即停止工作，这样保证了船舱免受破坏和人员的安全。港口散货的卸船流程实现自动化，提高了卸船的效率，大大降低了人工成本，增加了港口码头的经济效益。
2.2集装箱装卸自动化技术
图1 港口集装箱设备自动化集成系统
集装箱自动化运行的世界首个码头，是荷兰鹿特丹港ECT码头，建成并投入使用于1993年，紧随其后的日本、新加坡、德国、香港等地也陆续构建了这一运行模式的自动化码头。对于荷兰和德国的码头自动化运行而言，在建立时在堆场运用了例如自动化导向车等的各类型的自动化应用技术，还有轨道式龙门吊等，外集卡装卸控制是堆场另一端所采用的控制模式，其工作的完成依托了遥控吊具、远程操作系统及其设施。新加坡在此自动化运行模式的建立中，采用的是高架式自动化场桥，其优点是自重方面较轻，定位较为准确等。所以对于水中桩而言有着明显的应用优势，然而其不足在于限于内集卡作业中。日本东京码头和香港HIT码头在建立自动化体系的过程中，主要利用的是半自动化技术，例如轨道是龙门吊等，所以运行时只可以运用大车自动化作业形式，内、外集卡装卸中虽然实现了自动化但仍需通过人工操作。国内的高桥2期码头建成于2006年，其实国内第一个自动化集装箱堆场，在实际运行中不但可以完成精准定位和激光检测，还可以充分利用图像等先进技术，高桥2期码头是世界第一座内、外集卡全自动化对箱、落箱的港口。图1为 港口集装箱设备自动化集成系统简图。
2.3散货装备自动化扫描和控制技术
散货装卸作业过程中，实施作业料堆堆型、高度的实时监控非常关键，并且根据相关要求实施准确计算后能够为港口后续作业带来数据参考。港口装卸作业中，相关数据的获取大多都是通过人眼来观测的，有的需要采用机械设备予以测量。为了保证数据测量准确并全面获取，避免受外界因素的影响，在港口散货装卸过程中可以应用料堆轮廓自动检测技术，通过采用激光测距方式，配置定位系统在港口斗轮堆取料机中，实现检测目标作业的目的。
2.4基于PLC 的港口门式起重机自动化
将PLC 技术应用于港口门式起重机当中，即使在频繁的操作中，也有助于使港口起重机长期处于稳定运行状态下，避免了操作失灵和灵敏性降低的缺陷。在实际操作的环节，要求操作人员在操作主令控制器这一媒介基础上，有效控制PLC 输入、输出外接端口与联锁电路、过压电路以及过流电路等。当直流24V 信号出现在PLC 输出端时，说明正常运行状态是对应门式起重机的PLC 外围输出信号状态，在此基础上能够促使合理驱动在小型化继电器装置线圈中实现，接触器线圈在运行中的小型继电器上会被触动，设备内部的各个运作机构随之启动并进入到运行模式。图1 为基于PLC的港口门式起重机系统结构图。
图2 基于PLC的港口门式起重机系统结构图。
2.5基于PLC的港口胶带运输机自动化控制
港口胶带运输机的一个重要特点就是电气自动化，其关键结构是分布式控制，这一系统中的主要内容包括：现场检测装置、现场控制装置和控制站等。另外，胶带运输机的集中控制系统包含操作员装置、服务器装置、现场监控显示、监控中心等多部分。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。
2.6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，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。
结语：综上所述，现如今的港口事业发展，已经进入到了非常关键的阶段，健全港口机械电气自动化控制体系有着重要意义。在具体控制工作的开展过程中，应努力从多元化的角度来出发，选用专业性的技术手段来完成，从而达到自动化控制的目标，推动港口事业更快更好的发展。
参考文献：
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[2]王伟.基于PLC的港口机械自动化控制研究[J].数字技术与应用，2018，36（10）：1-2.
[3]程广恩.港口机械电气自动化技术与控制探讨[J].中国设备工程，2018（18）：224-225.
论文作者:宗建文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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