自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用

?李勝

摘要：自動化控制系統在現代工業的應用中越來越常見，在港口散貨裝卸應用中也發揮了巨大的作用。提高了工作效率，保障了工作質量，所以自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用十分必要且廣泛。本論文主要從自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中應用的重要性和自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用的現狀及發展趨勢兩個方面進行闡述。

關鍵詞：自動化控制系統;港口散貨裝卸;應用

自動化控制系統技術的發展，為我國相關企業提供了很大的便利，給港口散貨裝卸也提供了技術保障。港口散貨裝卸設備需要與時俱進地更新，升級，而自動化控制系統應用技術的提高，便給港口散貨裝卸帶來了新發展。也更貼合我國碼頭運輸事業的快速發展，更能運用到我國的碼頭運輸事業，符合全球的現代化技術的發展。

一.自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中應用的重要性

1.??? 自動化控制系統的優勢

隨著人力成本的日漸提供，越來越多的企業需要降低生產成本，提高企業競爭力，迫于這樣的需求，生產自動化系統得到了更多的應用和推廣。自動化的主要優點：高度的自動化程序，無須人工操作，工作效率高;整個工藝的生產流程穩定，提高產品的一致性;適合大批量生產，降低了企業生產成本;可以執行一些手工測試困難或不可能進行的測試，比如，對于大量用戶的測試，不可能同時讓足夠多的測試人員同時進行測試，但是卻可以通過自動化測試模擬同時有許多用戶，從而達到測試的目的;將繁瑣的任務自動化，可以提高準確性和工作人員的積極性，將技術人員解脫出來投入更多精力設計更好的測試用例。

2.??? 自動化控制系統的優勢在港口裝卸設備中的體現

自動化控制系統的優勢使我國港口裝卸事業有了一個新的發展。自動化控制系統將他的優勢發揮在港口裝卸事業中，應用操作的簡便性，智能化，信息處理的快速性和準確性，不僅高度的自動化程序，降低人工成本，提高工作效率，更是將繁瑣的任務自動化，提高準確性和工作人員的積極性。隨著我國經濟的發展，未來海運交通行業將迎來更大地發展機遇期。港口散貨裝卸機械設備自動化控制系統為更好地滿足未來市場的需求，加快港口散貨裝卸的速度，提高港口運營的經濟效益，保證各種資源的輸入和輸出，促進國際經濟貿易的發展，推動港口散貨裝卸的可持續發展起到重要作用。目前我國的港口散貨自動化控制裝卸設備主要有全自動散貨抓斗卸船機、全自動斗輪堆取料機、全自動散貨裝船機等，同時，我國科研人員也正在對港口散貨裝卸設備進行更深入的開發與研究，實現更高水平的散貨裝卸設備的自動化控制，相信我國的港口事業會進入一個高水平發展的階段。近年來我國港口，尤其是沿海主要港口的大型干散貨碼頭的系統自動化和大型機單機自動化發展快，水平明顯提高，取得了長足進步。我國大型散貨機械，機上多采用PLC控制達到自動化的目的。裝卸船舶作業可實現無線遙控。一般在中控室均設有系統模擬屏，可對系統實行實時控制、自動報警、自動停機、自動啟動等。

二.自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用的現狀及發展趨勢

1.??? 自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用的現狀

（1）???? 可編程邏輯控制對港口散貨裝卸流程產生的粉塵治理

石、煤炭等散貨在裝卸、運輸過程中的粉塵構成了港口污染的主體，同樣此散貨粉塵也是我國城市大氣污染的重點問題之一，其也是構成了我國沿海城市大氣總懸浮物污染的主要成分之一。散貨裝卸作業過程中，主要產塵點包括：翻車機、抓斗卸料、螺旋卸料、鏈斗卸料、皮帶機及各輸送轉載站、堆取料機、堆場堆垛表面、運輸道路、裝船和裝車機械裝載等?？删幊踢壿嬁刂茖Ω劭谏⒇浹b卸流程產生的粉塵治理有很好的效果?？删幊踢壿嬁刂葡到y發揮了自動化控制系統的優勢，幫助工作人員更全面有效地進行粉塵治理，在粉塵產生的源頭抑制粉塵的擴散，使粉塵一直保持在沒有漂浮擴散到空氣中的階段，就地直接進行治理。

（2）???? 港口散貨卸船自動化系統

港口散貨卸船自動化系統幾乎采用全自動抓斗卸船機，全自動流程開啟，卸船機行走離開錨定位，開啟輪廓掃描系統，大車行走到指定作業船艙位置掃描整個船艙，將掃描的三維數據傳送至全自動整機管理系統。掃描過程中進行艙口邊緣辨識，同時計算出艙口尺寸和位置，將掃描的數據與卸船作業工單中的船舶數據進行比對，比對無誤后進入實際卸船階段。通過掃描反饋除清料層以上各層都已抓完后，全自動整機管理系統終止全自動卸船任務，提醒司機進入中控遠程手動操作，由遠程操作臺接管繼續操作，直至完成整個卸船作業。這不僅能夠有效減少人員消耗、降低操作人員作業強度，更能夠提升工作效率。

（3）???? 散貨裝卸過程中自動化輪廓掃描系統

輪廓掃描系統采用激光掃描船艙及艙內物料信息并實時更新，將采集到的信息通過后臺系統進行計算、建模，形成電子物料數據庫，將各單機的物料輪廓系統數據匯總上傳到中控，建立中控物料輪廓系統，為全自動工藝方案提供必要的數據支撐。

作業前，根據下發的作業工單中提供的泊位、艙位、船體船艙等信息，大車行走和司機室運動至指定艙口位置，開啟激光器掃描，3D轉動機構配合激光器執行對整個船艙的掃描，3D機構回到起始位置，掃描完成，輪廓掃描系統進行數據處理。卸料作業過程，每執行一次抓取循環動作就會執行一次掃描更新，更新節點定于抓斗起升并離開船艙上方后，3D機構執行艙口和艙內物料信息的數據更新。抓斗卸船自動化掃描控制在TPS的內部一般有兩個偏轉鏡，在偏轉鏡下反射，反射后的激光被激光接收器接收，通過一系列操作計算出物體與激光器之間的距離，了解目標物的三維位置數據信息。

2.??? 自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用的發展趨勢

現代化工廠向規模集約化方向發展時，生產工藝對控制系統的可靠性、運算能力、擴展能力、開放性、操作及監控水平等方面提出了越來越高的要求。傳統的DCS系統已經不能滿足現代工業自動化控制的設計標準和要求。隨著工業自動化控制理論、計算機技術和現代通信技術的迅速發展，自動控制系統的未來發展方向將向智能化、網絡化、全集成自動化等方向發展。而智能化、網絡化、全集成自動化等方向的發展更會促進港口散貨裝卸的發展，使港口裝卸走上一個新階梯。港口裝卸機械——卸船機未來發展趨勢主要可以分為兩類：全自動抓斗散貨卸船機，全自動散貨抓斗卸船機在現有手動和半自動卸船機的基礎上，增加了船艙位置掃描設備及物料分布掃描設備，即目標位置掃描系統（TPS），實現船艙位置和物料分布的自動檢測，完全取代司機的手動設置和操作，實現整艙的連續自動卸船功能，從而達到提高作業效率和安全性能的目的;鏈斗卸船機，機械式連續卸船機與抓斗卸船機相比具有如下特點：在生產率相同的條件下，自重較輕，碼頭水工投資較省;生產率基本不隨貨位變化而變化;貨物不易撒漏;易于防塵;清艙量較小;能耗和間歇式卸船機一樣較低（約0.25kWh/t）。未來港口散貨裝卸設備的應用將會更加的自動化，也將更加展現自動化的優勢，包括但不限于之前提到的節約成本，改善環境，提高效率等。

三、結束語

綜上所述，自動化控制系統的發展與完善給港口區域的未來帶來了更多的活力，自動化控制系統的發展與完善也能在一定程度上減少港口工業區域發展的成本費用和環境污染。該論文分析了自動化系統的優勢，自動化系統的優勢在港口散貨裝卸設備中的體現，論證了自動化系統在港口散貨裝卸的重要性甚至是必要性。提出了自動化控制系統在港口散貨裝卸設備中的應用的發展趨勢及優勢，就是為了未來港口自動化能有更好的發展。

參考文獻：

[1]?? 左玉石.自動化控制系統在港口散貨裝卸設備上的開發與應用[J].中國科技博覽，2015（5）：34

[2]?? 包起帆.港口散貨全自動裝卸設備研究與開發[J].中國機械工程，2016（08）：67

[3]?? 張春意.關于散貨港口自動化多系統架構研究[J].工程技術，2015（7）：12