港口機械電氣自動化技術與控制

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摘要由于港口建設水平直接影響到了一個國家的經濟發(fā)達程度,在當前的時代背景下,政府有關人員一定要不斷加強對港口機械電氣及智能化技術的研發(fā)力量。本文結合了時代背景,對機械電氣自動化控制技術的基礎定義做了深刻的介紹,并在此基礎上深入分析了PLC電力自動技術開發(fā)與控制系統(tǒng)、散貨車裝卸自動技術開發(fā)與控制系統(tǒng)的特點與應用,期望可以進一步提升中國港口機械電氣智能化程度。

關鍵詞港口機械；電力自動化技術；控制

1港口電氣自動化發(fā)展現狀

1.1港口的智能化

從發(fā)展實際狀況考慮,當前港口的電氣系統(tǒng)設備和設計技術仍需要國外大企業(yè)的提供,必須在綜合運用PLC半自動、電腦監(jiān)管系統(tǒng)等先進信息技術的情況下,進行港口碼頭的智能化發(fā)展。但目前中國港口碼頭的智能化發(fā)展,在軟硬件、監(jiān)管、綜合調度等方面仍和發(fā)達國家有著很大差異。

1.2集裝箱碼頭智能化

在世界的深度發(fā)展下,貿易與貨物集裝箱運送之間有著日益緊密的聯系,進行智能化的實施可以大大提高海港裝卸作業(yè)工作效率和裝備能力。中國從上個世紀70時代中期就已大力推廣集裝箱貨物運輸,在蓬勃發(fā)展的流程中研發(fā)出了RTG、CC等先進設備,并在世界性的深刻負面影響下,得以普遍推廣使用。但和發(fā)達國家一樣,中國港口集裝箱碼頭智能化發(fā)展水平還是面臨著不少亟需提升的問題,包括對智能化港口體系的建立缺少有效研究、智能化港口體系沒有對高效設施和先進系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1.3現場部分

港口電氣智能化現場控制主要由氣壓感應器、限位開關、可編程控制系統(tǒng)等設備共同構成,在多種控制系統(tǒng)的綜合下可以完成對各種裝置使用及操作的有效管理,并在第一時間掌握了港口集裝箱實時性的數據信號。

1.4通訊部分

從目前發(fā)展的角度看,由于海港地區(qū)大型機械設備及電氣智能化控制系統(tǒng)的現場數據信息、信號及控制操作都相對復雜，因此,在實際操作中可以使用現場總線技術來實現相關數據信號的傳送,而對于不適應港口地區(qū)現場操作布線的空間則可使用藍牙技術加以解決,從而提高了數據信號傳送的準確性、有效性。

2PLC電氣自動化技術與控制

2.1在海港門式吊機中的運用

通過把PLC技術運用到海港門式吊機當中,即便在不斷的運行中,可以使港口起重機一直處在平穩(wěn)的工作狀態(tài)下,從而減少了操縱系統(tǒng)失靈和機械敏捷性下降的問題。在操作的各環(huán)節(jié),一般要求作業(yè)人員在使用主令控制器這一媒介基本上,合理地調節(jié)PLC進入、輸出的外接終端,與聯鎖電路、過壓集成電路和過流集成電路等。當直流24V信號同時發(fā)生于PLC入口與輸出終端時,說明正常工作狀態(tài)是為了對應門式起重機的PLC外圍輸入輸出信息狀況,在此基礎上還可以使得合理控制驅動工作在中小型化繼電器驅動設備控制線圈中同時進行,而接觸器控制線圈在運動中的小型化繼電器驅動上就會被觸發(fā),設備內的各個運轉機構也相應起動，從而進入到正常工作模式。

2.2在傳統(tǒng)海港膠帶輸送機中的運用

電氣自動化系統(tǒng)是傳統(tǒng)海港膠帶輸送機的主要特征,而分布式網絡系統(tǒng)監(jiān)控機構為其經典架構,在這一體系里面,現場管理設備、現場監(jiān)測設備和控制站等是現場監(jiān)控的三個主體內容,由現場監(jiān)控屏、操作員設備、監(jiān)控中心和服務器設備等幾個部分,共同組成了運輸機電氣智能化的集中控制器,一般要求在中心控制室中設有集中控制器,在TCP/IP協定的基礎上,還可使信息交互、數據通訊等工作同時在控制站和集中監(jiān)控設備的體內進行,在這一流程中,還離不開一項關鍵的互聯網媒介,即以太網。要想進行有效的數據交換過程,當設備處在具體的工作狀態(tài)中時,可以假設在數據通訊設備和集中控制設備之間具有>1200m的交互間距,此時二者之間的互連必須對以太網設備進行應用,還需要設置中繼器,以形成較為完善的數據交換結果。

3散貨裝卸自動化技術與控制

3.1集裝箱裝卸自動技術

在1993年,世界上首個全自動運行集裝箱碼頭在荷蘭的鹿特丹碼頭開始建設,并投入到了生產與實踐活動中。此后,香港、新加坡、德國、日本等許多發(fā)達國家均加大了對該技術的研發(fā)與實踐。德國和荷蘭的自動化港口也十分重視對該技術的創(chuàng)新與發(fā)展,把自動導向車輛、軌道型龍門吊等多種帶有強大綜合性的技術與設施,都使用到了原材料堆場中，對市區(qū)另一頭的外籍卡車裝卸管理方面,則使用了許多富有革新意味的技術與設備。而新加坡港口則比較注重的是原材料堆場的自動位置功能,雖然強調了位置的精確度,但它的范圍卻相對狹小,并沒有進行過大范圍的推廣。

3.2散貨裝置自行掃描和控制的技術

對裝料堆的隊形布置、最大寬度、最小高度等做出及時的動態(tài)監(jiān)控,會直接影響著干散貨裝載作業(yè)的完成質量。在傳統(tǒng)的工作模式中,人們主要是利用肉眼觀測的方法獲取有關數據,盡管部分數據也可以利用攝像機等工具實現更為精確、更加快捷地提取,但還是不能保證數據的準確性,會使所獲取數據和實際數值之間形成很大的偏差。料堆輪廓的檢測技術可以對上述實際問題做出較大程度的改進,它主要是用激光測距的方法把目標定位并設置到抓斗卸船機和斗輪堆取料機中。另外,還可以確保所獲數據的真實性與準確度,從而能夠為作業(yè)的高效進行提供有力的數據支撐,從而降低了作業(yè)進行中所花費的時間成本,從而提升了作業(yè)效果。3.2.1抓斗卸船的自動掃描和控制系統(tǒng)。對目標物品進行確認并明確該物品的部位、形態(tài),在此基礎上復原物品，同時,如能合理利用抓斗卸船的自動掃描系統(tǒng)和控制技術,還可以同時辨認多種目標,對船倉內物品的分布情況有個較為全面的認識,從而保證了作業(yè)任務的完成。3.2.2斗輪堆取自動化掃描控制系統(tǒng)。這一關鍵技術與卸船機具有非常明顯的相似之處,因為它們都是利用TPS技術所提取的各種數據,將這些信號和數據同PIC技術提取的各種數據加以密切的融合,并針對立體畫表面特征實施各種復原與計算,進而獲取具備一定真實感和精確度的原料堆位置及其立體形態(tài)的有關信息。

4結語

綜上所述,近年來,中國在積極實施社會主義現代化經濟建設的過程中,港口機械電氣智能化的水平也大大提高,在這些狀況下,中國現代港呈現出了大型化、自動化和智能化的特征,也給中國的進出口國際貿易活動帶來了機電的方便。該文針對當前應用的PLC電力自動技術和散貨裝載自動技術及其管理進行了研究,期望為中國港口的未來規(guī)劃提供必要的理論基礎。

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作者:張偉 單位:上海振華重工（集團）股份有限公司南通分公司