（上海振華重工（集團）股份有限公司南通分公司,江蘇南通市,226017）張 偉

1 港口電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 港口的智能化

從發(fā)展實際狀況考慮,當(dāng)前港口的電氣系統(tǒng)設(shè)備和設(shè)計技術(shù)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(shù)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(diào)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(mào)易與貨物集裝箱運送之間有著日益緊密的聯(lián)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(jì)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(shè)備,并在世界性的深刻負(fù)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(shè)施和先進系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1.3 現(xiàn)場部分

港口電氣智能化現(xiàn)場控制主要由氣壓感應(yīng)器、限位開關(guān)、可編程控制系統(tǒng)等設(shè)備共同構(gòu)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(shù)據(jù)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(shè)備及電氣智能化控制系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息、信號及控制操作都相對復(fù)雜，因此,在實際操作中可以使用現(xiàn)場總線技術(shù)來實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信號的傳送,而對于不適應(yīng)港口地區(qū)現(xiàn)場操作布線的空間則可使用藍牙技術(shù)加以解決,從而提高了數(shù)據(jù)信號傳送的準(zhǔn)確性、有效性。

2 PLC電氣自動化技術(shù)與控制

2.1 在海港門式吊機中的運用

通過把PLC技術(shù)運用到海港門式吊機當(dāng)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(diào)節(jié)PLC進入、輸出的外接終端,與聯(lián)鎖電路、過壓集成電路和過流集成電路等。當(dāng)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(yīng)門式起重機的PLC外圍輸入輸出信息狀況,在此基礎(chǔ)上還可以使得合理控制驅(qū)動工作在中小型化繼電器驅(qū)動設(shè)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(qū)動上就會被觸發(fā),設(shè)備內(nèi)的各個運轉(zhuǎn)機構(gòu)也相應(yīng)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控機構(gòu)為其經(jīng)典架構(gòu),在這一體系里面,現(xiàn)場管理設(shè)備、現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備和控制站等是現(xiàn)場監(jiān)控的三個主體內(nèi)容,由現(xiàn)場監(jiān)控屏、操作員設(shè)備、監(jiān)控中心和服務(wù)器設(shè)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(shè)有集中控制器,在TCP/IP協(xié)定的基礎(chǔ)上,還可使信息交互、數(shù)據(jù)通訊等工作同時在控制站和集中監(jiān)控設(shè)備的體內(nèi)進行,在這一流程中,還離不開一項關(guān)鍵的互聯(lián)網(wǎng)媒介,即以太網(wǎng)。要想進行有效的數(shù)據(jù)交換過程,當(dāng)設(shè)備處在具體的工作狀態(tài)中時,可以假設(shè)在數(shù)據(jù)通訊設(shè)備和集中控制設(shè)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(wǎng)設(shè)備進行應(yīng)用,還需要設(shè)置中繼器,以形成較為完善的數(shù)據(jù)交換結(jié)果。

3 散貨裝卸自動化技術(shù)與控制

3.1 集裝箱裝卸自動技術(shù)

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(shè),并投入到了生產(chǎn)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(shù)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(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,把自動導(dǎo)向車輛、軌道型龍門吊等多種帶有強大綜合性的技術(shù)與設(shè)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(shù)與設(shè)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(diào)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(shù)

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(zhì)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(guān)數(shù)據(jù),盡管部分?jǐn)?shù)據(jù)也可以利用攝像機等工具實現(xiàn)更為精確、更加快捷地提取,但還是不能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,會使所獲取數(shù)據(jù)和實際數(shù)值之間形成很大的偏差。料堆輪廓的檢測技術(shù)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(biāo)定位并設(shè)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(shù)據(jù)的真實性與準(zhǔn)確度,從而能夠為作業(yè)的高效進行提供有力的數(shù)據(jù)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(biāo)物品進行確認(rèn)并明確該物品的部位、形態(tài),在此基礎(chǔ)上復(fù)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(shù),還可以同時辨認(rèn)多種目標(biāo),對船倉內(nèi)物品的分布情況有個較為全面的認(rèn)識,從而保證了作業(yè)任務(wù)的完成。

3.2.2 斗輪堆取自動化掃描控制系統(tǒng)

這一關(guān)鍵技術(shù)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(shù)所提取的各種數(shù)據(jù),將這些信號和數(shù)據(jù)同PIC技術(shù)提取的各種數(shù)據(jù)加以密切的融合,并針對立體畫表面特征實施各種復(fù)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(guān)信息。

4 結(jié)語

綜上所述,近年來,中國在積極實施社會主義現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)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(xiàn)代港呈現(xiàn)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(mào)易活動帶來了機電的方便。該文針對當(dāng)前應(yīng)用的PLC電力自動技術(shù)和散貨裝載自動技術(shù)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(chǔ)。