郁炯輝

（寧波舟山港股份有限公司北侖礦石碼頭分公司，浙江寧波 315000）

在以科技引領(lǐng)發(fā)展的時(shí)代背景下，各行各業(yè)都在通過(guò)對(duì)各種高新技術(shù)的合理應(yīng)用，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展，經(jīng)過(guò)不斷的深入研究和應(yīng)用實(shí)踐，我國(guó)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，在各項(xiàng)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，從而為各種生產(chǎn)設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保障?，F(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程持續(xù)加快，港口行業(yè)因此快速繁榮，港口貨物流動(dòng)量不斷增加，因此很有必要促進(jìn)港口設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展，合理分析電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在港口設(shè)備中的具體應(yīng)用，有利于促進(jìn)港口設(shè)備自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。

1 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)概述

1.1 電氣自動(dòng)化結(jié)構(gòu)

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中包含以下三點(diǎn)監(jiān)測(cè)功能，分別是集中、總線和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。其具體的監(jiān)測(cè)作用如下：首先是集中監(jiān)測(cè)，通過(guò)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)單一處理器對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行控制的過(guò)程，該控制過(guò)程簡(jiǎn)單靈活，維護(hù)效率較高。而總線監(jiān)測(cè)的主要目標(biāo)是將電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制能力的集中性得以展現(xiàn)，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控有著重要的作用。通過(guò)在不同的場(chǎng)景應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)能夠?qū)⑵湓O(shè)計(jì)理念中包含的功能和價(jià)值得到有效的展現(xiàn)。同時(shí)依據(jù)不同的場(chǎng)景和使用環(huán)境來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化完善。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)所包含的信息量雖然較小，但也因此而獲得了較為靈活和準(zhǔn)確的控制優(yōu)勢(shì)。較小的信息量使得控制技術(shù)所發(fā)送的指令參數(shù)能夠快速發(fā)揮作用同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，還可以利用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并實(shí)現(xiàn)控制功能。

2 港口設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 PLC自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

港口門(mén)式起重機(jī)在應(yīng)用PLC 自動(dòng)化控制技術(shù)之后，對(duì)于起重機(jī)在高頻運(yùn)行狀態(tài)下的穩(wěn)定性提供非常重要的促進(jìn)作用，避免了起重機(jī)在各種操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的失靈問(wèn)題。在具體的作業(yè)過(guò)程中，操作人員可以通過(guò)主控制系統(tǒng)利用PLC 技術(shù)對(duì)外接端口的輸入輸出流程以及過(guò)流過(guò)壓和連鎖電路的控制。PLC 運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)以24V 直流信號(hào)為正常狀態(tài)，同時(shí)該狀態(tài)對(duì)應(yīng)著起重機(jī)等外圍輸出信號(hào)狀態(tài)。利用這個(gè)原理可以實(shí)現(xiàn)小型化繼電器裝置的觸發(fā)控制，使得起重機(jī)系統(tǒng)的組件能夠被正常觸發(fā)發(fā)揮相應(yīng)的功能。

2.2 港口膠帶運(yùn)輸機(jī)的電氣自動(dòng)化應(yīng)用

港口膠帶運(yùn)輸機(jī)是一種由電氣自動(dòng)化技術(shù)驅(qū)動(dòng)的具備分布式控制系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，其核心控制系統(tǒng)由控制站、控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)所組成。工作人員可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視設(shè)備以及控制系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)服務(wù)器的有效整合使其具備了較好的電氣自動(dòng)化性能和控制體系。該運(yùn)輸機(jī)的中央控制系統(tǒng)包含集中控制器，該設(shè)備通過(guò)TCP/IP 協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)通信，以太網(wǎng)在其中扮演了重要的交互媒介作用，這是保證控制系統(tǒng)與控制裝置之間良好數(shù)據(jù)交換的重要媒介，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)開(kāi)始作業(yè)時(shí)，在控制裝置和控制系統(tǒng)之間因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)，因此需要通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)保持暢通的數(shù)據(jù)連接，某些情況下可以通過(guò)增加中繼器的方法來(lái)獲得更好的數(shù)據(jù)通信效果。

2.3 自動(dòng)掃描與控制應(yīng)用

港口在進(jìn)行裝卸作業(yè)的整個(gè)流程中，為了能夠提升裝卸作業(yè)效率就需要對(duì)堆料的位置分布以及堆料的高度開(kāi)展監(jiān)測(cè)活動(dòng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算和指定裝卸作業(yè)流程時(shí)，需要嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)則進(jìn)行計(jì)算，以提高裝卸作業(yè)的效率，使得裝卸作業(yè)的整個(gè)流程更加科學(xué)合理。傳統(tǒng)的對(duì)堆料數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的過(guò)程通常依賴(lài)肉眼觀察和估測(cè)的方法，某些無(wú)法通過(guò)上述方法進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)還會(huì)利用攝像機(jī)等其他設(shè)備作為輔助測(cè)量工具，通過(guò)這種方法所獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差，容易受到外部因素以及人為因素的影響，導(dǎo)致最終所制定的裝卸作業(yè)流程存在較大的誤差，甚至可能因?yàn)檫@些誤差導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。因此在進(jìn)行港口裝卸作業(yè)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)利用堆料輪廓自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)來(lái)獲得更加精確的堆料位置數(shù)據(jù)，這對(duì)于港口散貨裝卸自動(dòng)化水平以及效率的提升有著非常重要的促進(jìn)作用。通過(guò)將激光測(cè)距設(shè)備安裝在裝卸設(shè)備上來(lái)獲得更加全面的檢測(cè)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的裝卸作業(yè)提供更加精確的數(shù)據(jù)。

（1）安裝在抓斗卸船中的激光測(cè)距系統(tǒng)由TPS內(nèi)部的偏轉(zhuǎn)鏡以及激光發(fā)射設(shè)備組成。當(dāng)激光發(fā)射設(shè)備發(fā)射激光后，激光在偏轉(zhuǎn)鏡的作用下發(fā)生反射，在物體表面形成映射后，激光接收器會(huì)對(duì)反射的激光進(jìn)行收集。在具體的檢測(cè)過(guò)程中要考慮到射出的激光束和反射后的光束之間的時(shí)間差，以此來(lái)獲得激光器和物體之間的精確距離，偏轉(zhuǎn)鏡在整個(gè)系統(tǒng)中可以通過(guò)針對(duì)目標(biāo)物體的激光進(jìn)行連續(xù)掃描，并以特定的計(jì)算方式來(lái)對(duì)激光發(fā)射設(shè)備與目標(biāo)物體之間的距離進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)在物體表面的不同點(diǎn)位所產(chǎn)生的激光反射距離以及角度可以獲得更加精確的位置信息。通過(guò)反復(fù)的操作以及數(shù)據(jù)獲取能夠獲得物體表面的位置以及外部特征，在這個(gè)基礎(chǔ)上，將該物體在船艙中的位置以及船體的位置進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，最終獲得船體內(nèi)各類(lèi)物料的位置分布和物料類(lèi)型，為裝卸作業(yè)提供了精確的信息，提高了物料裝卸作業(yè)的效率。

（2）通過(guò)TPS 來(lái)對(duì)掃描過(guò)程進(jìn)行控制，通過(guò)將TPS 所收集到的數(shù)據(jù)傳遞給堆取料機(jī)，然后利用PLC中所包含的位置信息與TPS 安裝位置信息進(jìn)行結(jié)合，并利用特定的算法對(duì)這些信息進(jìn)行處理，最終能夠獲得料堆的位置和物體的外部形態(tài)信息。在港口中應(yīng)用這種技術(shù)能夠提高對(duì)港口作業(yè)過(guò)程中各類(lèi)數(shù)據(jù)的處理效率，并將完成處理后的數(shù)據(jù)傳輸至中央控制服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)能夠?qū)⑦@些信息與控制室內(nèi)的信息進(jìn)行有效的融合，最終獲得更加立體的堆料圖形。

2.4 裝船機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用

裝船機(jī)中的激光掃描傳感器主要作用是對(duì)堆料的外部形狀輪廓進(jìn)行掃描，并將獲得的數(shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行建模，然后通過(guò)固定的算法來(lái)對(duì)裝卸作業(yè)所涉及到的路徑和裝卸量進(jìn)行計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)高效安全的裝卸作業(yè)目標(biāo)。通過(guò)在裝卸作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)能夠幫助裝卸作業(yè)實(shí)現(xiàn)精確的負(fù)載平衡，不僅能夠提高裝卸效率，還能夠保證起重機(jī)以及周邊工作人員的安全。同時(shí)自動(dòng)化控制技術(shù)能夠降低對(duì)工人的依賴(lài)，從另一個(gè)角度也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)該功能主要依靠船艙物料掃描系統(tǒng)，對(duì)船艙內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的掃描和建模。獲得裝卸作業(yè)所需要的配載平衡數(shù)據(jù)。

2.5 翻車(chē)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)踐

翻車(chē)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)遠(yuǎn)程通信技術(shù)以及PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)翻車(chē)機(jī)的自動(dòng)控制流程，同時(shí)還能夠?qū)Ψ?chē)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行必要的監(jiān)控。通過(guò)對(duì)翻車(chē)機(jī)的作業(yè)流程進(jìn)行科學(xué)的安排，然后利用作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行作業(yè)監(jiān)控。這一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制翻車(chē)機(jī)作業(yè)的同時(shí)改善作業(yè)面的工作環(huán)境，提升了翻車(chē)機(jī)的作業(yè)效率。

3 碼頭生產(chǎn)管理控制技術(shù)

碼頭散貨裝卸作業(yè)過(guò)程中利用管理控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行科學(xué)的配置是當(dāng)前主流的應(yīng)用模式。該應(yīng)用模式具備事務(wù)處理以及報(bào)表統(tǒng)計(jì)等相關(guān)功能，更加高級(jí)的應(yīng)用還能夠?qū)Q策支持系統(tǒng)融入到管理控制過(guò)程中，同時(shí)可以對(duì)散貨裝卸作業(yè)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理和動(dòng)態(tài)控制。隨著越來(lái)越多的管控一體化技術(shù)開(kāi)始在港口作業(yè)過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用，港口企業(yè)應(yīng)當(dāng)在當(dāng)前的管理控制系統(tǒng)中引入更加復(fù)雜的自動(dòng)化控制技術(shù)，如專(zhuān)家系統(tǒng)和作業(yè)流程模擬系統(tǒng)，這對(duì)于港口裝卸作業(yè)流程的科學(xué)協(xié)調(diào)以及物流，質(zhì)量跟蹤都有著非常重要的作用，同時(shí)有助于維護(hù)保養(yǎng)和成本控制。通過(guò)將管理和控制進(jìn)行融合，使得港口作業(yè)的管理水平和自動(dòng)化水平得到有效的提升。

3.1 管控一體化的實(shí)踐應(yīng)用

隨著管控一體化系統(tǒng)在港口生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用不斷深入且范圍不斷擴(kuò)大，這一整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)港口企業(yè)在日常生產(chǎn)過(guò)程中的各類(lèi)控制水平的提升，同時(shí)對(duì)于港口整個(gè)生產(chǎn)流程中所開(kāi)展的信息收集處理分析以及存儲(chǔ)等一系列流程得到了改進(jìn)和提升。使得港口企業(yè)逐漸具備了以自動(dòng)化為主要特征的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理方式，使得散貨碼頭的管理水平和控制能力得到了有效的增強(qiáng)。在碼頭內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了管理和生產(chǎn)一系列流程的閉環(huán)管理模式。這種模式能夠幫助各個(gè)崗位的管理者對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，同時(shí)能夠在作業(yè)過(guò)程中獲得各類(lèi)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析，為企業(yè)開(kāi)展決策提供了重要的數(shù)據(jù)支持。

3.2 碼頭設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

散貨碼頭所使用的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)基于傳感器設(shè)備以及PLC 系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，通過(guò)中央監(jiān)控室來(lái)對(duì)港口作業(yè)系統(tǒng)中的各類(lèi)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)了異常狀態(tài)或故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這些狀態(tài)故障代碼傳遞給管理系統(tǒng)，通過(guò)管理系統(tǒng)與監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行有效的融合使得機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警、維護(hù)保養(yǎng)以及狀態(tài)跟蹤等功能得到了發(fā)揮。該監(jiān)控系統(tǒng)能夠保證信息管理系統(tǒng)和不同設(shè)備之間的監(jiān)控進(jìn)行有效的銜接，不僅降低了對(duì)工人的依賴(lài)程度，同時(shí)也使得碼頭的機(jī)械設(shè)備的維護(hù)效率和使用率得到了大幅提升。

4 碼頭資產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用

散貨碼頭在進(jìn)行資產(chǎn)管理時(shí)，其核心目標(biāo)是將企業(yè)的資產(chǎn)、物料以及工作管理的效率得到有效的提升。在進(jìn)行資產(chǎn)管理流程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要保證流程所覆蓋的各崗位部門(mén)資產(chǎn)能夠得到有效的維護(hù)之外，同時(shí)還要對(duì)各類(lèi)設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)以及安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分的考量，以保障資產(chǎn)的使用價(jià)值不會(huì)出現(xiàn)流失。該管理系統(tǒng)的主要功能是將資產(chǎn)管理流程得到有效的落實(shí)，通過(guò)對(duì)維護(hù)備件的數(shù)量控制來(lái)實(shí)現(xiàn)物料管理目標(biāo)，在維護(hù)過(guò)程中要通過(guò)各種措施和手段來(lái)對(duì)備件庫(kù)存進(jìn)行有效的平衡。圍繞計(jì)劃內(nèi)容依照資產(chǎn)的全周期進(jìn)行監(jiān)督和測(cè)量工作，不斷提升資產(chǎn)價(jià)值，使得企業(yè)能夠通過(guò)資產(chǎn)獲得更高的收益，通過(guò)有效的成本控制來(lái)實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)效率的提升。

5 港口設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化策略

5.1 正確的理念

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷深入發(fā)展，自動(dòng)化水平一定程度上反映了港口企業(yè)的生產(chǎn)水平。為了不斷提升港口企業(yè)的生產(chǎn)效率，就需要不斷引進(jìn)先進(jìn)的電器自動(dòng)化技術(shù)來(lái)提升港口的自動(dòng)化控制水平，更進(jìn)一步提升港口的運(yùn)行效率。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)就需要通過(guò)引進(jìn)人才、技術(shù)和設(shè)備來(lái)不斷升級(jí)港口設(shè)備的電氣自動(dòng)化水平。以技術(shù)作為企業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)港口自動(dòng)化水平的不斷提升，最終促進(jìn)企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下完善和鞏固核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的健康發(fā)展。

5.2 引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)

我國(guó)的港口電氣自動(dòng)化水平雖然在近些年得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的技術(shù)水平仍然處于早期階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家的整體水平存在一定的差距。為了避免受到外國(guó)先進(jìn)技術(shù)壁壘的影響，我國(guó)應(yīng)當(dāng)加大港口電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新，通過(guò)積極的學(xué)習(xí)為技術(shù)研發(fā)提供動(dòng)力，打造一批具備我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電氣自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備。除了技術(shù)之外，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的溝通和交流，將其先進(jìn)的管理方法引入我國(guó)的港口管理體系中，保證港口企業(yè)的生產(chǎn)更加穩(wěn)定和安全。

5.3 人員技術(shù)能力的提升

港口企業(yè)中的設(shè)備操作主體仍然是專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力決定了港口設(shè)備的運(yùn)行效率。即使是在開(kāi)展電氣自動(dòng)化應(yīng)用的過(guò)程中，其應(yīng)用水平仍然受到了人員水平的影響。因此，要通過(guò)對(duì)港口工作人員的不斷提升來(lái)促進(jìn)港口設(shè)備自動(dòng)化水平的提升。依據(jù)電氣自動(dòng)化技術(shù)的各類(lèi)需求，有針對(duì)性地對(duì)技術(shù)人員開(kāi)展培訓(xùn)工作，通過(guò)不斷提升工作人員對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)識(shí)，來(lái)提升港口企業(yè)的電氣自動(dòng)化技術(shù)的整體水平。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)可以說(shuō)是各生產(chǎn)領(lǐng)域的熱門(mén)技術(shù)，在各項(xiàng)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，近年來(lái)港口行業(yè)的不斷繁榮發(fā)展，對(duì)港口設(shè)備運(yùn)行效率和運(yùn)行安全提出了更高要求，因此很有必要加強(qiáng)港口設(shè)備電氣自動(dòng)化技術(shù)及港口生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)技術(shù)研究。同時(shí)深入分析如何促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在港口設(shè)備中的合理應(yīng)用，以便有效提高港口生產(chǎn)管理自動(dòng)化水平。