港口设备电气自动化技术的应用研究

薛静贤

摘要：在港口负责日常装卸的各类大型机械设备，其日常工作普遍具有重复性。在装卸过程中应用电气自动化控制技术，可以大大降低人力物力成本，提高工作效率，降低安全风险。港口设备电气自动化技术已成为确保繁重装卸任务高效高质完成的有效途径之一。本文分析了港口机械设备自动控制技术的具体要求和应用，分析了现阶段存在的一些问题，提出了相应解决措施。

关键词：港口设备;电气自动化技术;应用

前言：长期以来，港口贸易一直是推动我国经济发展的重要力量。由于国家的大力支持，电气自动化技术发展迅速。其在港口码头的合理应用，可以保证装卸设备稳定运行，是切实有效的港口设备优化方向。其中，PLC技術是电气自动化技术一项重要内容，对降低工作压力、提高机械设备运行效率起积极作用，已成为港口设备优化的主要手段。

1、港口设备电气自动化技术

港口装卸工作环境相对较差，日常工作过程中常见各种复杂场景。此外，由于机械设备数量众多，在正常工作过程中需要相互协调，极易发生安全事故。因此更需应用港口设备电气自动化技术，以保证生产工作正常开展，并进一步提高装卸效率。

港口电气自动化技术主要包括有交流变频化、无线数据通信、数字化调速动系统等类型。在应用过程中，应结合具体工作需要选择合适类型，使其切实有效发挥作用。近年来，在相关相关高尖端技术支持下，PLC技术逐渐得到完善与应用。PLC技术数据输入和输出与传统方式有着明显区别，其模拟化和数字化特点能在一定程度上提高机械设备控制精度和运行效率，减轻了工作人员工作压力，提升了港口贸易经济效益[1]。

2、港口设备电气自动化技术的应用

2.1港口堆取料机

港口堆取料机是一种高效机械设备，广泛应用于港口装卸中。港口堆取料机的应用，不仅可以进一步提高工作效率，而且可以有效避免传统工作方式误差大的问题。然而，由于其仍处在初期研究阶段，并未在社会层面得到深度应用，一些港口仍采用手动或半自动控制。港口装卸作业效率在很大程度上受堆取料机效率影响，因此，管理者应充分重视解决现阶段的各种问题，进一步提高自动控制技术工作效率。

2.2港口胶带运输机

在操作港口设备的过程中，港口胶带输送机主要执行控制港口系统运行的任务，对港口工作协调发展中发挥重要作用，当前技术正明显向PLC方向发展。在这个过程中，如果能够充分发挥 PLC 集中控制系统的积极作用，将其作为运输机的基础，就能实现工业电视系统和调度电话系统有效融合，从而使监督更为全面化和系统化，在网络化方面也表现出较为明显的优势。为了有效发挥胶带运输机作用，还必须充分强调PLC的关键作用，其对提高运输生产效率具有一定影响。

2.3港口门座式起重机

在港口贸易领域，货物运输、装卸非常重要。而传统货物运输、装卸主要依靠人工力量。随着生产力提高，人工工作量增加，如果将自动化技术应用于装卸和运输货物过程中，可以减轻工作人员劳动压力，提升港口贸易经济效益。例如，借助电气自动化技术的优势，可以优化和持续改进港口起重机性能，以提高其运行效率、稳定性和安全性，减少不必要的安全事故。在对其改造工作中，主要是以CAD图纸作为依据，利用Solidworks软件对其运行结构进行3D建模处理。借助ADAMS（机械系统动力学自动分析）软件，将前期的模型导入到其中。完成上述工作后，还需要对其动力学和功能进行分析[2]。使用ADAMS软件和Simulink软件进行联合仿真。根据门座式起重机功能，建立了立防摇控制的多种数学模型，并逐一分析，最终选择合适的模型。将改造后的门座式起重机用于港口运输工作，在一定程度上解决了传统装卸工作效率低、时间和成本消耗大等问题。

3、港口设备电气自动化技术的应用问题及优化发展

在实际应用过程中，很多自动化控制硬件设施还不能满足需求，恶劣环境更会导致硬件问题出现。控制技术应用也存在一定不足，主要原因是现阶段的控制算法还有待优化。在港口自动化设计流程中，还需要人为参与某些工序。现阶段的控制算法存在较大滞后性，往往出现误差之后才进行调节，这样的控制算法很难应对复杂场景。现阶段，港口设备电气自动化技术仍存在诸多不足，必须针对性地进行技术创新，优化港口设备。

3.1优化自动控制流程

为了解决上述问题，需要进一步提高港口机械设备自动化和智能化水平。首先，科学规划自动控制过程有助于提高电气自动控制整体水平。其次，完善的自动控制流程可用于引导水平运输设备至精确位置。同时，采用标准化的装卸工艺，利用吊具中锁记忆功能，明确整个港区双箱装卸时双箱间距，能减少吊具中锁间距的调整时间损耗。各大自动化码头或一些参与了半自动化改造的，往往采用CPS控制系统、OCR控制系统、TDS 控制系统、BTG 控制系统、SPSS 控制系统等自动化技术[3]。

3.2优化控制算法

港口设备电气自动化技术，算法是核心内容。不同算法在工作过程中具有不同特点。最常用的PID控制算法存在较大的时滞，在实际应用过程中经常出现偏差问题。基于此，必须优化控制算法。在算法优化过程中，应当将这些学术界的主流控制算法进行更多落地处理。控制算法需要提高控制策略精度和控制能力，以确保机械设备能够按照预定的轨迹运行或规避，以实现获得更高程度生产过程自动化。

结语：

电气自动化技术和港口机械设备的融合发展有利于进一步提升港口装卸工作运行效率。目前，港口设备电气自动化技术的应用还存在很多问题，有关人员要继续加强研究，针对性地解决各种问题。以达到促进港口自动化快速发展，为提高港口经济发展水平奠定基础的目的。

参考文献：

[1]陈均忠，丛海利，邓海龙，闫相文，张志群.港口设备电气自动化技术的应用与探索[J].设备管理与维修，2021（18）：153-154.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.09D.85.

[2]迟金生，李小阳，张亚飞.港口设备电气自动化技术的应用研究[J].中国高新科技，2021（18）：119-121.DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2021.18.54.