吳紅光

（廣東國信工程監(jiān)理有限公司）

1 我國散裝碼頭裝船技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

散裝碼頭的裝船技術(shù)在當(dāng)前的形勢下應(yīng)運而生。并從生產(chǎn)作業(yè)及環(huán)保節(jié)能兩個方面闡述了我國散貨碼頭發(fā)展智能化裝卸工藝技術(shù)的必要性。散裝碼頭是我國支柱性產(chǎn)業(yè)的聚居地，在國家經(jīng)濟不斷上升的今天，散裝碼頭對生產(chǎn)作業(yè)的要求也朝著高效、快速、智能方向前進(jìn)。當(dāng)前，國內(nèi)的各大生產(chǎn)廠商專門針對全自動化的散裝碼頭，設(shè)計生產(chǎn)出高智能的裝船成套設(shè)備，這種智能化的成套設(shè)備利用智能控制器和傳感執(zhí)行元件，采用模糊控制理論和機器人控制理論，通過復(fù)雜的數(shù)字計算和邏輯運算程序，使設(shè)備在作業(yè)工藝上和精度上都達(dá)到了最優(yōu)控制。在全自動化散裝碼頭，智能裝船成套機械設(shè)備正被大力廣泛的應(yīng)用。

2 智能裝船成套技術(shù)的原理

2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案

在電力自動化頂端生產(chǎn)商ABB公司的堅持努力下，羅涇港成為全球第一個自動化散貨碼頭，年吞吐能力達(dá)到3780萬t。全自動化的散裝碼頭中的智能裝船成套設(shè)備主要由電氣驅(qū)動和控制部分、機械部分以及其他的附屬設(shè)備組成。機械結(jié)構(gòu)主要包括傳輸帶，主體構(gòu)架和伸縮手臂等。電氣部分主要包括PLC可編程邏輯控制器、變頻器或者軟啟動器、以及行程開關(guān)和位置傳感器、人機交換界面等。

2.2 工作原理

智能裝船設(shè)備的核心技術(shù)在于電氣部分，其動作的精準(zhǔn)度和工藝的標(biāo)準(zhǔn)性完全由可編程邏輯控制器中的程序進(jìn)行控制?？刂破魍ㄟ^接收外部開關(guān)或者傳感器的數(shù)字信號或者模擬量信號，通過相應(yīng)程序的計算產(chǎn)生執(zhí)行命令，然后將驅(qū)動命令傳給變頻器或者軟啟動器來驅(qū)動機械部分的電機進(jìn)行工作。位置傳感器和其他檢測儀將工作過程中檢測到的位置和尺寸等偏差信息再反饋給控制器，控制器根據(jù)反饋信息作出最優(yōu)的控制決策。人機界面利用觸摸屏技術(shù)，設(shè)置觸摸屏和控制器的相關(guān)參數(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)接口或者RS485或者RS232通信接口進(jìn)行觸摸屏和控制器的通信，將控制器中各種控制對象的參數(shù)如實的在顯示屏上進(jìn)行顯示。工作人員直接在監(jiān)控室對監(jiān)控屏就可以掌握現(xiàn)場的裝卸作業(yè)過程。

智能裝船成套設(shè)備中的紅外雷達(dá)系統(tǒng)和傳感器來獲取船舶的外形尺寸和位置等信息，并將檢測的信息傳輸給控制器。控制器根據(jù)設(shè)定的程序進(jìn)行計算，做出適當(dāng)?shù)难b船方案，并控制執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行工作，完成裝船任務(wù)。其具體的操作程序包括首先，紅外雷達(dá)通過發(fā)射的紅外線對船舶進(jìn)行掃描，利用圖像處理成像技術(shù)，捕捉該船只的外形輪廓，傳輸給控制器。其次，位置傳感器和GPS定位系統(tǒng)將船舶所在位置的坐標(biāo)進(jìn)行檢測，并傳輸給控制器。然后，控制器將捕捉的船舶輪廓和位置信息進(jìn)行分析計算，確定船舶貨艙的具體位置，通過控制系統(tǒng)和智能指揮中心，指揮執(zhí)行設(shè)備進(jìn)船艙進(jìn)行裝載貨物，實現(xiàn)裝船過程的全自動化控制和智能控制。智能裝船技術(shù)在散裝碼頭得到廣泛應(yīng)用，大大解決了傳統(tǒng)的完全靠人工勞動的局面，從技術(shù)上克服了受天氣環(huán)境影響的弊端，能夠適合任何環(huán)境條件下的裝船工作。

3 智能裝船成套技術(shù)在應(yīng)用中所注意的事項

3.1 工藝流程要加強控制

全自動化散裝碼頭的智能裝船成套技術(shù)在實際應(yīng)用中，雖然有著不可替代的絕對優(yōu)勢，但在工藝操作和控制方面仍然存在著一些缺陷，該設(shè)備需要完全依賴人力對工藝方案進(jìn)行預(yù)先設(shè)置和控制。因此，設(shè)計人員要根據(jù)裝載條件和環(huán)境，設(shè)計出合理標(biāo)準(zhǔn)的工藝流程。設(shè)計人員在控制方案設(shè)計時，要以傳統(tǒng)的散裝運輸設(shè)備操作工藝作為參考，在裝卸工藝制定時要全面考慮設(shè)備的各個部位的協(xié)調(diào)性和連貫性，從而最大限度的發(fā)揮裝卸設(shè)備的自動化高效能優(yōu)勢。

3.2 加強對工作人員和技術(shù)支持人員的技術(shù)水平的培訓(xùn)

當(dāng)前的全自動化散裝碼頭正處于發(fā)展和推廣階段，智能裝船成套技術(shù)也處于剛起的時期，在碼頭裝船操作中，智能化設(shè)備有著很大的優(yōu)越性，可以有效地減少人工勞動強度甚至取代人工。然而，對于這種新型的智能化裝船設(shè)備，散裝碼頭現(xiàn)場操作人員和維修人員普遍缺乏對這種新興技術(shù)的認(rèn)識和掌握，在工作過程中，沒有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，很容易造成設(shè)備不能按照正常程序進(jìn)行工作。因此，在全自動化散貨碼頭智能化普及的過程中，要加強對相關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高工作人員對智能化設(shè)備的掌握水平，在設(shè)備出現(xiàn)故障代碼和其他情況下，工作人員能夠迅速準(zhǔn)確的做出判斷，并制定措施保證設(shè)備繼續(xù)正常工作。

3.3 定期對智能裝船成套設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)

智能裝船成套技術(shù)在全自動散裝碼頭的應(yīng)用中，要注意定期對成套設(shè)備的檢修和故障查處。由于自動化設(shè)備工作的連續(xù)性和高速性，以及裝載對象的大體積和高重量，在使用過程中很容易對機械結(jié)構(gòu)和電氣元器件產(chǎn)生磨損和消耗，為了保證智能設(shè)備的安全運營，檢修和維護(hù)工作一定要按時按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

4 結(jié)束語

根據(jù)以上所述，在我國電氣自動化技術(shù)和機械自動化技術(shù)越來越成熟的背景下，我國的散裝碼頭已經(jīng)逐步實現(xiàn)了自動化，與此同時，智能裝船成套技術(shù)也在實際運用中得到大力推廣。通過對智能化裝船成套技術(shù)的設(shè)計方案和工作原理的分析，掌握智能裝船設(shè)備的性能和技術(shù)要點，對于在全自動散裝碼頭中普及使用該技術(shù)和保證該技術(shù)順利運用有著既深遠(yuǎn)且重要的意義。