浅析港口机械电气自动化技术与控制

浅析港口机械电气自动化技术与控制
摘要：自动控制是一个软件和硬件相结合的过程，在港口中，实现自动控制
有着非常重大的实际价值，它在降低生产效率，降低人力成本等方面有着巨大的
优势。

在今后，港口的自动化发展和智能化发展是必然的，在目前阶段进行技术
创新时，先进的自动化控制设施的研发可以给自动化的发展提供有力的保证。

为
了保证系统的有效性和稳定性，陆舟必须在软件上进行改进。

在实践中，港口的
机械设备也必将向着智能的方向发展，为港口的装卸作业提供更多的协助，从而
使人力资源得到进一步的释放。

关键词：港口机械；电气自动化；技术与控制
1港口电气自动化技术概述
1.1港口设备自动化技术需求
首先，对其进行了硬件方面的研究。

在以前的情况下，要对机器装备进行改进，就必须加强对机器装备的硬件设施。

若电路结构不稳定，或是硬件的品质较低，则在使用的时候，很有可能会因为环境的原因，或是人为的原因，而使机械
设备发生重大的故障，给正常的生产带来巨大的损失。

不管是人为干预，或者是
自动干预，都会对装备造成很大的损害，由此可以看出，装备对装备的要求有多高。

其次，从系统的角度出发，对系统的功能进行了研究。

所谓的自动化，就是
指对中央的控制装置进行操作，从而达到对其进行自动控制的目的。

在具体的工
艺流程中，利用该方法对工艺流程进行了优化，实现了工艺流程的优化，大大提
高了工艺流程的优化效率。

24小时无人值守，大大减轻了工人的劳动负担，减少
了工人的生命危险。

自动控制软件系统以计算机主控为基础，通过分布式的布置、现场总线技术、优化算法等方式，可以在远程监控中对远程控制装置进行操作，
最终达到港口机械设备的正常装卸功能，这种发展趋势是较为理想的自动化水平。

当前，港口中的自动化生产只是其初步的要求，仍需人工协助对吊具的开闭锁功
能进行控制，而在今后，则应向更完善的港口机械设备的自动化和智能化发展方
向发展。

在未来的港口自动化工艺设计中，要采用更多的智能机器人，采用更先
进的视觉识别技术，采用更完善的更安全可靠的冗余控制技术，采用更优化的算法，展开路线规划和轨迹跟踪，并对其进行全局规划。

在保证其自动化运作功能
的前提下，要可以进行模式识别，可以进行感知定位，可以主动规避危险，只有
这样，才能实现了真正的无人化操作模式。

1.2自动化控制的应用程度及存在问题
探讨现阶段的自动化技术需求程度，有利于有针对性地提出改善方案，也可
以了解到当前的技术上的缺陷，更好地进行技术创新，为港口设备提供更多的发
展方向。

在实践中，许多自动控制系统的硬件设备仍然无法达到要求，而且在复
杂的工作条件下，系统的硬件设备也会发生故障。

在控制技术的运用上，也有一
些缺陷，这是因为目前的控制算法尚需进一步完善，在港口自动化的设计过程中，仍有一些步骤需要人工进行操作，这属于初步的自动化运用，虽然可以在短时间
之内，对港口生产的缺陷进行了有效的改善，但要想取得长足的发展，真正的实
现自动化的生产，仍然有着很长的一段时间。

特别是，在目前阶段，部分智能路
径规划、轨迹跟踪、智能定位等功能仍有许多缺陷，这主要是因为环境较为复杂，所面对的环境较为特殊，相关的技术尚不成熟等因素，从而造成了目前阶段的自
动化控制问题。

在这一阶段，采用了 PID控制， LQR控制， MPC控制等，其中
一些是针对误差调节，一些是针对轨迹跟踪。

2PLC电气自动化技术与控制
2.1PLC在港口门式起重机中的应用
将 PLC技术与港口式门吊车相结合，可以很大程度上解决了港口门市吊车存
在的问题，从而提升了吊车的灵敏度，并增强了吊车的稳定性。

当操纵码头吊车时，操作者必须通过操纵指令控制器，对 PLC外部接口，连锁电路，过压电路，
过流电路等进行有效地控制，保证24 V的 DC信号，使小型继电器能够顺畅地运转，使机器内的各部件能够正常工作。

2.2PLC在港口集装箱桥式起重机中的应用
装卸桥电力系统具有两大特征，即信息交互多，设备分布广泛。

将该系统与PLC相配合，可实现 PLC的总体工作状况，并构建出一套强有力的信息共享体系，提升了设备关联控制的品质与效率。

除此之外，假如 PLC技术可以被有效地应用
到港口集装箱桥式起重机电气自动化之中，可以提高有关数据的精度和综合性，
从而让工程技术人员可以在第一时间内，对系统中存在的问题进行识别，并采用
合适的方法来对其进行处理和改进，这一定会让整个系统和设备运行的稳定性得
到提高。

3散货装卸自动化技术与控制
3.1 集装箱装卸自动化技术
一九九三年，荷兰鹿特丹港口 ECT站，成为全球首座全自动化货柜港，随后，香港，新加坡，德国，日本等国家相继兴建了全自动化货柜港。

荷兰、德国等国
家已将无人驾驶车辆用于港口施工，这一技术已成为港口、码头、乃至轨道交通
等领域的一项重大技术。

同时，在新加坡港口建造自动化围栏桥过程中，采用了
遥控人工操纵技术，不但可以精确定位围栏桥的定位，还可以使建造的围栏桥具
有更小的质量。

高桥二期码头是中国首座自动化的集装箱生产基地，其在生产实
践中采用的测量方式和激光定位方式精度更高、更科学，并充分运用了图像技术，是全球首个实现国产货车自动卸载的港口。

3.2 散货装备自动扫描与控制技术
在实际生产中，物料最大高度、最小高度以及对形分布等都会对其产生很大
的影响，因而需要对其进行实时、动态的监控。

通过有效地运用料堆形状自动检
测技术，可以在激光测距的帮助下，在斗轮堆取料机和抓斗卸船机中设置目标定
位系统，保证获得的数据的精度和真实性。

在此基础上，提出了一种新的面向对
象建模方法，并提出了一种新的建模方法。

以下是一个详细的例子：
3.2.1抓斗卸船自动化扫描与控制
这种方法不但可以精确地判定出被测对象，同时也可以确定被测对象的形态
和定位，并在这个基础上实现被测对象的复原。

同时，通过对抓斗卸船自动化扫
描和控制技术的合理运用，可以在同时对多个目标进行辨识，从而可以对船舱中
有关物质的真实分布状况进行完整的认识，从而可以在保证工作质量的前提下，
成功地完成工作。

3.2.2斗轮堆取自动化扫描控制
在性能层次上，此技术与卸船机有着高度相似的特点，两者都是利用 TPS，
对其所提供的各种数据进行分析，并与 PLC所提供的各种数据相融合，经过对其
进行高效的整合和梳理，在三维表面的基础上，将各种还原算法一一有效地实施。

该方法不但可以保证所求出的材料堆积点的精度与可靠性，还可以获取与堆积点
三维形态有关的信息。

结语：
总之，在我国市场经济结构全面改革的背景下，通过对现代化改革理念和多
样化改革措施的积极运用，使得我国在港口机械和电气自动化领域取得了重大进展。

随着港口设备的电气自动化程度的不断提升，其智能化、自发性的特征也日
益凸显。

将电气自动化技术应用于港口设施设备的控制终端，并通过持续地提高
相关设备设施的运转效率，来增加港口吞吐货物的流量，这是推动我国港口贸易
发展的一条有效途径。

参考文献：
[1]陈琛.港口设备电气自动化技术的应用与探索[J].科技与创
新,2019(06):156-157.DOI:10.15913/ki.kjycx.2019.06.156.
[2]李磊,张照.港口机械电气自动化技术与控制[J].内燃机与配
件,2019(04):238-239.DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2019.04.113.
[3]朱蒋鸥.港口大型机械电气自动化技术研究[J].科学技术创
新,2019(04):176-177.
[4]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.
[5]宋天佑,张天宇.港口机械电气安全控制系统设计[J].黑龙江科学,2017,8(06):130-131.。