CN106395635A - 一种rtg远程操作控制系统及控制方法 - Google Patents

一种rtg远程操作控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远程操作控制系统及控制方法，特别是一种RTG远程操作控制系统及控制方法，属于起重机技术领域。该系统包括控制中心、远程操作系统和本地操作系统，远程操作系统和本地操作系统均与控制中心相连。远程操作系统包括显示装置、远程PLC、操作手柄和操作按钮，其中显示装置、操作手柄和操作按钮均与远程PLC相连。本地操作系统包括本地PLC、视觉感知系统和RTG，视觉感知系统和RTG均与本地PLC相连。本发明将原有的RTG控制系统转换成远程操作控制模式，一名操作人员可以操作多台RTG，实现了堆场半自动化操作，有效降低运营成本、减少劳动程度、提高操作安全性和工作效率。

Description

一种RTG远程操作控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种远程操作控制系统及控制方法，特别是一种RTG远程操作控制系统及控制方法，属于起重机技术领域。
背景技术
目前，集装箱码头作业模式还都是以人工手动操作方式为主对集装箱进行装卸。RTG作为一种常用的起重设备，需要操作人员进入驾驶室进行操作，操作人员需要忍受高温或者低温等恶劣的工作环境。另外，起重机事故也时有发生。随着港口船舶大型化，集装箱吞吐量日益增长，一名操作人员只能控制一台RTG的运行，使得用工成本不断增加，工作效率比较低。因此亟需更新换代的设备技术出现，优化码头作业条件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种RTG远程操作控制系统及控制方法。本发明将原有的RTG控制系统转换成远程操作控制模式，一名操作人员可以操作多台RTG，实现了堆场半自动化操作，有效降低运营成本、减少劳动程度、提高操作安全性和工作效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
该种RTG远程操作控制系统包括控制中心、远程操作系统和本地操作系统，所述远程操作系统和本地操作系统均与控制中心相连。该系统增设了控制中心和远程操作系统，无需在RTG上配备操作人员，实现了通过远程操作系统完成集装箱装卸工作。所述远程操作系统包括显示装置、远程PLC、若干组操作手柄和若干组操作按钮，所述显示装置、操作手柄和操作按钮均与远程PLC相连。所述每组操作手柄包括：大车起升控制柄、小车俯仰控制柄、吊具倾转控制柄、吊具旋转控制柄及吊具开闭锁控制柄。所述每组操作按钮包括：控制合按钮、控制断按钮、紧停按钮、操控不同RTG的选择按钮。所述每组操作手柄和操作按钮对应控制一台RTG。在实际操作过程中，一名操作人员通过控制中心的系统自动切换实现控制多台RTG的功能，达到一人多机的操作模式，进一步节约人力成本。所述本地操作系统包括本地PLC、视觉感知系统和RTG，所述视觉感知系统和RTG均与本地PLC相连。所述视觉感知系统包括若干个扫描仪、若干个测距仪、若干个箱号摄像头和若干个吊具摄像头。视觉感知系统将采集到的视频信息经本地PLC传输给控制中心，控制中心将其展现在显示装置上。
前述的RTG包括大车、小车、吊具和起升机构，所述起升机构设于大车顶部，所述起升机构连接有吊具，所述吊具下设有小车。
为了提高系统运行的效率，前述的控制中心经交换装置与本地PLC信号连接，所述交换装置对其接收的信号有放大处理功能，增长了通信距离，能够增强传输信号的强度。所述本地PLC通过控制RTG实现RTG的大车运行、小车运行、起升机构的升降以及吊具的倾斜、旋转和开闭锁。所述控制中心发送指令给本地PLC，所述本地PLC依次控制大车移动到位，当大车运行到位后，控制小车运行到位，再开启起升机构的升降，最后，控制吊具倾斜、旋转和开闭锁，完成集装箱的装卸。
由于远距离传输存在信号衰减的问题，前述的控制中心与本地PLC之间每150米设置一套交换装置。
前述的小车的前部和后部均安装有扫描仪，所述大车的横梁处安装有测距仪，所述大车的两侧支腿上安装有箱号摄像头，所述吊具上安装有吊具摄像头。所述扫描仪、测距仪、箱号摄像头和吊具摄像头均与本地PLC信号连接。
一种RTG远程操作控制方法采用上述的RTG远程操作控制系统，包括以下步骤：
F001，系统开机，操作人员接收作业指令准备工作；
F002，操作人员远程启动小车的扫描仪将采集到的视频信息传输给本地PLC，本地PLC经交换装置传输给控制中心出现在显示装置上；
F003，操作人员根据显示装置指示调整大车与小车的对正位置，开始装箱作业；
F004，控制中心通过获取箱号摄像头采集到的信息，判断集装箱箱号是否正确，若箱号不正确，则停止操作；若是正确，则进行下一步；
F005，吊具运行到小车上方距离集装箱1.5米位置，操作人员通过显示装置判断吊具是否水平并对正集装箱；
F006，若吊具对正集装箱，则进入下一步；否则，操作人员手动调整吊具倾转控制柄和/或吊具旋转控制柄使得吊具水平并对正集装箱，继而执行下一步；
F007，操作人员手动操作吊具闭锁控制柄，使得吊具闭锁，吊具按照指令将集装箱放置到指定位置；
F008，操作人员手动操作吊具开锁控制柄，使得吊具开锁收回，装箱完毕。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：将原有的RTG控制系统转换成远程操作控制模式，操作人员可以通过一个操作台来远程控制多台RTG，生产安全性能好，实现了堆场半自动化操作。本发明还提高了装卸作业效率，有效降低运营成本、减少劳动程度、提高操作安全性和工作效率，更加适合港口自动化和信息化建设的需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的部分结构示意图；
图3是本发明的部分结构示意图。
附图标记的含义：1-控制中心，2-远程操作系统，3-本地操作系统，4-显示装置，5-远程PLC，6-操作手柄，7-操作按钮，8-本地PLC，9-视觉感知系统，10-RTG，11-扫描仪，12-测距仪，13-箱号摄像头，14-吊具摄像头，15-大车，16-小车，17-吊具，18-起升机构，19-交换装置。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1、图2和图3所示，该种RTG远程操作控制系统包括控制中心1、远程操作系统2和本地操作系统3，远程操作系统2和本地操作系统3均与控制中心1相连。该系统增设了控制中心1和远程操作系统2，无需在RTG 10上配备操作人员，实现了通过远程操作系统2完成集装箱装卸工作。远程操作系统2包括显示装置4、远程PLC 5、若干组操作手柄6和若干组操作按钮7，显示装置4、操作手柄6和操作按钮7均与远程PLC 5相连。每组操作手柄6包括：大车15起升控制柄、小车16俯仰控制柄、吊具17倾转控制柄、吊具17旋转控制柄及吊具17开闭锁控制柄。每组操作按钮7包括：控制合按钮、控制断按钮、紧停按钮、操控不同RTG 10的选择按钮。每组操作手柄6和操作按钮7对应控制一台RTG 10。在实际操作过程中，一名操作人员通过控制中心1的系统自动切换实现控制多台RTG10的功能，达到一人多机的操作模式，进一步节约人力成本。本地操作系统3包括本地PLC 8、视觉感知系统9和RTG 10，视觉感知系统9和RTG 10均与本地PLC 8相连。视觉感知系统9包括扫描仪11、测距仪12、箱号摄像头13和吊具摄像头14。其中扫描仪11安装在小车16的前部和后部，测距仪12安装在大车15的横梁处，箱号摄像头13安装在大车15的两侧支腿上，吊具摄像头14安装在吊具17的两侧。扫描仪11、测距仪12、箱号摄像头13和吊具摄像头14均与本地PLC 8信号连接，视觉感知系统9将采集到的视频信息经本地PLC 8传输给控制中心1，控制中心1将其展现在显示装置4上。
其中RTG 10包括大车15、小车16、吊具17和起升机构18，起升机构18设于大车15顶部，起升机构18连接有吊具17，吊具17下设有小车16。该种控制方法实现了小车16和起升机构18在移动过程中自动选择便捷安全的途径，自动对箱，减少了装卸过程的人工参与，极大地减少了作业人员的劳动强度。由于远距离传输存在信号衰减的问题，控制中心1与本地PLC 8之间每150米设置一套交换装置19。交换装置19对其接收的信号有放大处理功能，增长了通信距离，能够增强传输信号的强度。本地PLC 8通过控制RTG 10实现RTG 10的大车15运行、小车16运行、起升机构18的升降以及吊具17的倾斜、旋转和开闭锁。控制中心1发送指令给本地PLC 8，本地PLC 8依次控制大车15移动到位，当大车15运行到位后，控制小车16运行到位，再开启起升机构18的升降，最后，控制吊具17倾斜、旋转和开闭锁，完成集装箱的装卸。
实施例2：如图1、图2和图3所示，该种RTG远程操作控制系统包括控制中心1、远程操作系统2和本地操作系统3，远程操作系统2和本地操作系统3均与控制中心1相连。该系统增设了控制中心1和远程操作系统2，无需在RTG 10上配备操作人员，实现了通过远程操作系统2完成集装箱装卸工作。远程操作系统2包括显示装置4、远程PLC 5、三组操作手柄6和三组操作按钮7，显示装置4、操作手柄6和操作按钮7均与远程PLC 5相连。每组操作手柄6包括：大车15起升控制柄、小车16俯仰控制柄、吊具17倾转控制柄、吊具17旋转控制柄及吊具17开闭锁控制柄。每组操作按钮7包括：控制合按钮、控制断按钮、紧停按钮、操控不同RTG10的选择按钮。每组操作手柄6和操作按钮7对应控制一台RTG 10。在实际操作过程中，一名操作人员通过控制中心1的系统自动切换实现控制三台RTG 10的功能，达到一人多机的操作模式，进一步节约人力成本。本地操作系统3包括本地PLC 8、视觉感知系统9和RTG 10，视觉感知系统9和RTG 10均与本地PLC 8相连。视觉感知系统9包括两个扫描仪11、四个测距仪12、四个箱号摄像头13和两个吊具摄像头14。视觉感知系统9将采集到的视频信息经本地PLC 8传输给控制中心1，控制中心1将其展现在显示装置4上。操作人员通过显示装置4看到的监视画面远大于从RTG 10的驾驶室看到的局限视线画面，更有利于准确操控。
实施例3：如图1、图2和图3所示，该种RTG远程操作控制方法采用上述的RTG远程操作控制系统，包括以下步骤：
F001，系统开机，操作人员接收作业指令准备工作；
F002，操作人员远程启动小车16的扫描仪11将采集到的视频信息传输给本地PLC8，本地PLC 8经交换装置19传输给控制中心1出现在显示装置4上；
F003，操作人员根据显示装置4指示调整大车15与小车16的对正位置，开始装箱作业；
F004，控制中心1通过获取箱号摄像头13采集到的信息，判断集装箱箱号是否正确，若箱号不正确，则停止操作；若是正确，则进行下一步；
F005，吊具17运行到小车16上方距离集装箱1.5米位置，操作人员通过显示装置4判断吊具17是否水平并对正集装箱；
F006，若吊具17对正集装箱，则进入下一步；否则，操作人员手动调整吊具17倾转控制柄和/或吊具17旋转控制柄使得吊具17水平并对正集装箱，继而执行下一步；
F007，操作人员手动操作吊具17闭锁控制柄，使得吊具17闭锁，吊具17按照指令将集装箱放置到指定位置；
F008，操作人员手动操作吊具17开锁控制柄，使得吊具17开锁收回，装箱完毕。
本发明的工作过程：RTG 10在现有的远程操作控制的作业方式中，实现系统半自动化控制，系统自动选取指令，来实现大车15自动移动到位，小车16以及吊具17自动移动到位功能。到位后，操作人员使用控制室内的远程控制台，通过PLC远程控制来作业。远程控制方案实施后，远程操作系统2将数据发送到控制中心1，同时视觉感知系统9将视频监视画面也传送到控制中心1，通过显示装置4显示。操作人员通过显示装置4看到的监视画面远大于从RTG 10的驾驶室看到的局限视线画面，更有利于准确操控。操作人员常规作业只需看着现场监视画面来完成，不需要爬上RTG 10的驾驶室，而且操作人员可以通过一个控制台来切换控制多个RTG 10，而不用花时间去关注已实现自动化的大车15、小车16移动过程。

Claims (6)

1.一种RTG远程操作控制系统，包括本地操作系统(3)，其特征在于，还包括控制中心(1)和远程操作系统(2)，所述远程操作系统(2)和本地操作系统(3)均与控制中心(1)相连；所述远程操作系统(2)包括显示装置(4)、远程PLC(5)、若干组操作手柄(6)和若干组操作按钮(7)，所述显示装置(4)、操作手柄(6)和操作按钮(7)均与远程PLC(5)相连；
所述本地操作系统(3)包括本地PLC(8)、视觉感知系统(9)和RTG(10)，所述视觉感知系统(9)和RTG(10)均与本地PLC(8)相连；所述视觉感知系统(9)包括若干个扫描仪(11)、若干个测距仪(12)、若干个箱号摄像头(13)和若干个吊具摄像头(14)。
2.根据权利要求1所述的RTG远程操作控制系统，其特征在于，所述RTG(10)包括大车(15)、小车(16)、吊具(17)和起升机构(18)，所述起升机构(18)设于大车(15)顶部，所述起升机构(18)连接有吊具(17)，所述吊具(17)下设有小车(16)。
3.根据权利要求2所述的RTG远程操作控制系统，其特征在于，所述控制中心(1)经交换装置(19)与本地PLC(8)信号连接。
4.根据权利要求3所述的RTG远程操作控制系统，其特征在于，所述控制中心(1)与本地PLC(8)之间每150米设置一套交换装置(19)。
5.根据权利要求4所述的RTG远程操作控制系统，其特征在于，所述小车(16)的前部和后部均安装有扫描仪(11)，所述大车(15)的横梁处安装有测距仪(12)，所述大车(15)的两侧支腿上安装有箱号摄像头(13)，所述吊具(17)上安装有吊具摄像头(14)。
6.一种RTG远程操作控制方法，采用权利要求5所述的RTG远程操作控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
F001，系统开机，操作人员接收作业指令准备工作；
F002，操作人员远程启动小车(16)的扫描仪(11)将采集到的视频信息传输给本地PLC(8)，本地PLC(8)经交换装置(19)传输给控制中心(1)出现在显示装置(4)上；
F003，操作人员根据显示装置(4)指示调整大车(15)与小车(16)的对正位置，开始装箱作业；
F004，控制中心(1)通过获取箱号摄像头(13)采集到的信息，判断集装箱箱号是否正确，若箱号不正确，则停止操作；若是正确，则进行下一步；
F005，吊具(17)运行到小车(16)上方距离集装箱1.5米位置，操作人员通过显示装置(4)判断吊具(17)是否水平并对正集装箱；
F006，若吊具(17)对正集装箱，则进入下一步；否则，操作人员手动调整吊具(17)倾转控制柄和/或吊具(17)旋转控制柄使得吊具(17)水平并对正集装箱，继而执行下一步；
F007，操作人员手动操作吊具(17)闭锁控制柄，使得吊具(17)闭锁，吊具(17)按照指令将集装箱放置到指定位置；
F008，操作人员手动操作吊具(17)开锁控制柄，使得吊具(17)开锁收回，装箱完毕。
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