CN118092305A - 一种港口码头作业管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种港口码头作业管理系统，控制管理系统技术领域，所述系统用于对港口生产流程进行监控和控制，管理系统包括：数据采集模块，数据通信模块，数据处理模块，界面展示模块；数据采集模块用于获取数据采集器采集的PLC控制器的运行参数；数据通讯模块用于接收数据采集模块的运行参数，将所述运行参数发送至数据处理模块，以及将数据处理模块的处理结果发送至界面展示模块；数据处理模块用于对所述运行参数进行处理；界面展示模块用于显示所述处理的结果。通过使用该管理系统，可以实现对港口各种设备、设施和货物的全面监控和管理，提高港口的运营效率和管理水平。实现了对于港口设备的自动化的控制和高效的管理。

Description

一种港口码头作业管理系统

技术领域

本发明涉及控制管理系统技术领域，特别涉及一种港口码头作业管理系统。

背景技术

随着全球贸易的不断发展和扩张，港口作为货物和信息流通的摘要枢纽，扮演者至关重要的角色，为了使用现代港口设备的高效运营需求，智能港口设备控制系统可以运而生。该系统实现对港口设备的自动化控制和信息化管理，提高港口作业的效率和安全性。但是，现有的港口码头作业管理系统存在如下技术问题：一是对人工的依赖程度过高，在对各种运营设备进行管理时需要人工不断接近设备进行设备运行的检查或管理，二是管理系统对作业设备的控制不够自动化，管理不够智能化，存在货物的周转效率不高的问题。

因此，本发明针对上述技术问题，提出一种港口码头作业管理系统。

发明内容

本发明提供一种港口码头作业管理系统，实现了对于港口设备的自动化的控制和高效的管理。

根据本公开的一方面，提供了一种港口码头作业管理系统，所述系统用于对港口生产流程进行监控和控制，所述管理系统包括：数据采集模块，数据通信模块，数据处理模块，界面展示模块；

其中，所述数据采集模块用于获取数据采集器采集的PLC控制器的运行参数；

所述数据通讯模块用于接收数据采集模块的运行参数，将所述运行参数发送至数据处理模块，以及将数据处理模块的处理结果发送至界面展示模块；

所述数据处理模块用于对所述运行参数进行处理，包括：所述数据处理模块中的数据处理程序对接收到的数据进行处理得到处理的结果；

所述界面展示模块用于显示所述处理的结果；

所述界面展示模块用于对PLC控制器的输入/输出信号、报警信息、控制逻辑进行定义，以及对数据采集设备的采集参数、数据传输协议进行设置；

所述界面展示模块包括操作员使用的界面和工程师使用的界面；

所述操作员使用的界面用于在标准画面和用户配置界面上，汇集和显示有关的运行信息，供运行人员据此对机组的运行工况进行监视和控制。操作员工作站的基本功能如下：监视系统内每一个模拟量和数字量，显示并确认报警，显示操作指导，建立趋势画面并获得趋势信息，打印报表，控制驱动装置，自动和手动控制方式的选择，调整过程设定值和偏置等，授权后的工程师站管理功能，历史数据记录，操作员操作记录，提供有关帮助信息，

所述工程师使用的界面用于程序开发、管理系统故障诊断和维护、系统配置、数据库和界面的编辑及修改。

在一种可能的实现方式中，所述数据通讯模块还用于所述管理系统与其他工作站的管理系统之间的通信，所述数据通讯模块包括通信总线，挂在数据通讯总线上的所有站，都能接受数据通讯总线上的数据，并可向数据总线发送数据。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块包括串口通信模块和以太网通信模块，所述PLC控制器和数据采集设备之间采用串口通信进行数据传输，所述管理系统则通过以太网与PLC控制器和数据采集设备进行通信。

在一种可能的实现方式中，所述数据处理模块包括皮带机控制程序，所述皮带机控制程序包括：顺料流停车：当控制带式输送机发生故障时，来料流方向带式输送机立即停止，顺料流方向带式输送机顺序停车；紧急停车时，所有皮带机立即停车。

在一种可能的实现方式中，所述管理系统包括如下功能：监视报警，皮带机跑偏、打滑、撕裂、料流、张堵料、紧停开关信号的检测，PLC控制器控制的设备的启动、停止、紧停信号的检测，读取皮带称计量数据，记录、显示货物信息；根据检测的信号输出报警信息。

在一种可能的实现方式中，所述管理系统通过PLC控制器对设备的控制模式包括：程控自动模式，程控手动模式和就地手动模式；其中，程控自动模式为所述管理系统通过键盘或鼠标输入控制指令，被控设备按照控制指令运行；程控手动模式包括：程控连锁手动，运行人员按照工艺要求逐一手动开启或关闭设备，流程内的设备间存在关联关系，程控解锁手动，运行人员可在上位机上随意启停任何一台设备，此时各设备间无关联关系。

在一种可能的实现方式中，在就地各设备控制箱上设有就地/远方切换开关，启/停按钮及信号灯,当切换开关在“远方”位置时，所述管理系统控制该设备，当切换开关放“就地”位置时，就地启停设备，切换开关的状态信息反馈至PLC控制器中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本公开实施例的港口码头作业管理系统针对港口生产流程进行监控和控制的系统。通过使用该管理系统，可以实现对港口各种设备、设施和货物的全面监控和管理，提高港口的运营效率和管理水平。可以支持多个客户端同时访问和操作，实现信息的实时共享和交互。同时，该港口码头作业管理系统还支持多种不同的PLC设备，可以实现对不同品牌和型号的PLC设备的监控和控制。另外，该软件还提供了丰富的数据统计和分析功能，可以帮助港口管理人员进行决策和规划。

本公开实施例的港口码头作业管理系统具备实时性、可靠性和开放性。实时性是指该系统可以实时采集和处理数据，保证数据的及时性和准确性；可靠性是指该系统采用多种措施保证数据的稳定性和安全性；开放性是指该系统支持多种不同的PLC设备，可以方便地进行扩展和升级。

附图说明

图1示出本公开一实施例的一种港口码头作业管理系统的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员可以当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

根据本公开的一方面，提供了一种港口码头作业管理系统，所述系统用于对港口生产流程进行监控和控制，所述管理系统包括：数据采集模块，数据通信模块，数据处理模块，界面展示模块；

其中，所述数据采集模块用于获取数据采集器采集的PLC控制器的运行参数；

所述数据通讯模块用于接收数据采集模块的运行参数，将所述运行参数发送至数据处理模块，以及将数据处理模块的处理结果发送至界面展示模块；数据采集器续采集和处理如皮带机保护、卸船机等重要测点信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的运行信息，实现设备安全经济可靠运行。

所述数据处理模块用于对所述运行参数进行处理，包括：所述数据处理模块中的数据处理程序对接收到的数据进行处理得到处理的结果；例如进行数据转换、计算和控制等操作。最后，处理后的数据通过以太网传输到其他计算机或系统中进行展示和控制。

所述界面展示模块用于显示所述处理的结果；

所述界面展示模块用于对PLC控制器的输入/输出信号、报警信息、控制逻辑进行定义，以及对数据采集设备的采集参数、数据传输协议进行设置；

所述界面展示模块包括操作员使用的界面和工程师使用的界面；

所述操作员使用的界面用于在标准画面和用户配置界面上，汇集和显示有关的运行信息，供运行人员据此对机组的运行工况进行监视和控制；

所述工程师使用的界面用于程序开发、管理系统故障诊断和维护、系统配置、数据库和界面的编辑及修改。

数据采集模块负责从PLC控制单元和数据采集设备中采集数据，数据处理层负责对采集到的数据进行处理和分析，界面展示模块则负责将处理后的数据显示给用户，并接受用户的控制指令。

举例来说，PLC控制单元负责控制现场设备，数据采集设备负责采集PLC控制器的数据，并将数据传输到所述管理系统。管理系统对接收到的数据进行处理和展示，同时管理系统也可以对PLC控制器进行控制和调整。

管理系统的软件采用图形化界面，可以方便地对PLC控制器和数据采集设备进行配置。用户可以通过软件对PLC控制器的输入输出信号、报警信息、控制逻辑等进行定义和配置，同时也可以对数据采集设备的采集参数、数据传输协议等进行设置。

显示界面可以显示控制方式设置和流程选择菜单，输送系统工艺流程图，适时输送系统运行图，设备状态显示菜单，历史数据显示画面，故障报警一览表画面，皮带机的运行显示，包括皮带机的保护装置的运行显示，各转运站的工况显示，设备运行、停机时间统计。

在一种可能的实现方式中，所述数据通讯模块还用于所述管理系统与其他工作站的管理系统之间的通信，所述数据通讯模块包括通信总线，挂在数据通讯总线上的所有站，都可以能接受数据通讯总线上的数据，并可向数据总线发送数据。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块包括串口通信模块和以太网通信模块，所述PLC控制器和数据采集设备之间采用串口通信进行数据传输，所述管理系统则通过以太网与PLC控制器和数据采集设备进行通信。传输介质采用以太网和串口通信相结合的方式。PLC控制器和数据采集设备之间采用串口通信进行数据传输，而监控计算机的管理系统则通过以太网对PLC控制器和数据采集设备进行通信和控制。这种结合方式可以实现高速、稳定的数据传输。

在一种可能的实现方式中，所述数据处理模块包括皮带机控制程序，所述皮带机控制程序包括：顺料流停车：当控制带式输送机发生故障时，来料流方向带式输送机立即停止，顺料流方向带式输送机顺序停车；紧急停车时，所有皮带机立即停车。

在一种可能的实现方式中，所述管理系统包括如下功能：监视报警，皮带机跑偏、打滑、撕裂、料流、张堵料、紧停开关信号的检测，PLC控制器控制的设备的启动、停止、紧停信号的检测，读取皮带称计量数据，记录、显示货物信息；根据检测的信号输出报警信息。

监视报警功能主要包括各种运行方式下的设备运行工况，并能通过LCD和功能键盘为运行、检修人员提供各种信息和报警。可在显示设备上以各种方式显示故障设备、性质、时间等，可自动启动打印机打印故障内容及发生时间，可以通过语音报警系统发出语音报警，以及进行历史数据记录与查询。

在一种可能的实现方式中，所述管理系统通过PLC控制器对设备的控制模式包括：程控自动模式，程控手动模式和就地手动模式；其中，程控自动模式为所述管理系统通过键盘或鼠标输入控制指令，被控设备按照控制指令运行；程控手动模式包括：程控连锁手动，运行人员按照工艺要求逐一手动开启或关闭设备，流程内的设备间存在关联关系，程控解锁手动，运行人员可在上位机上随意启停任何一台设备，此时各设备间无关联关系。被控设备可以包括门机、卸船机、装船机等。

在一种可能的实现方式中，在就地各设备控制箱上设有就地/远方切换开关，启/停按钮及信号灯,当切换开关在“远方”位置时，所述管理系统控制该设备，当切换开关放“就地”位置时，就地启停设备，切换开关的状态信息反馈至PLC控制器中。以便操作员随时了解现场情况。

管理系统的显示界面实现：操作显示，流程显示，功能组显示，细节显示：标准画面显示：棒状图显示，趋势显示，报警显示。

操作显示：采用多层显示结构，显示的层数可以根据工艺过程和运行要求来确定，这种多层显示可使运行人员方便地翻页，以获得操作所必需的细节和对特定的工况进行分析。多层显示可以包括流程显示(或称概貌显示)、功能组显示和细节显示。可以设计设备运行时的操作指导，并由显示器的图像和文字显示出来。所有的操作许可、联锁、闭锁条件和正在执行的控制逻辑都可以能通过梯形图或类似的画面在线看到。运行人员或工程师可以能通过各种主控和功能组操作显示画面，对控制方式、控制回路和参数进行操作或调整。所有操作员站均能在线显示控制逻辑，并具有分级管理的权限。

流程显示，流程显示提供整个流程运行状态的总貌，显示出主设备的状态、参数。可以允许一次击键即能调出用于监视或控制的其它显示画面。若任何一个控制回路出现报警，用改变显示的颜色来提示。

功能组显示，功能组显示可以可观察某一指定功能组的所有相关信息，可采用棒状图形式，或采用功能组模拟面板的画面，面板上可以有带工程单位的所有相关参数，并用数字量显示出来。功能组显示可以将很多的常规仪表压缩为一幅幅画面。功能组显示可以包含过程输入变量、报警条件、输出值、设定值、回路标号、缩写的文字标题、控制方式、报警值等。

细节显示，细节显示可观察以某一回路为基础的所有信息，细节显示画面所包含的每一个回路的有关信息，以便运行人员能据以进行正确的操作。对于调节回路，可以显示出设定值、过程变量、输出值、运行方式、高/低限值、报警状态、工程单位等调节参数。对于开关量控制的回路，则可以显示出回路组态数据和设备状态。

标准画面显示，提供报警显示、趋势显示、成组显示、棒状显示等标准画面显示。

棒状图显示，运行人员可以调阅动态棒状图画面即以动态棒状图的外形尺寸反映各种过程变量的变化。棒状图可以可在任何一幅画面中进行组态和显示，每一棒状图的标尺可设置成任何比例。进入系统的任何一点模拟量信号，均可以设置为棒状图形式显示出来。若某一棒状图，其数值越过报警限值时，越限部分可以用红色显示出来。

趋势显示，趋势显示可用整幅画面显示，也可在任何其它画面的某一部位，用任意尺寸显示。所有模拟量信号及计算值，均可设置为趋势显示。在同一幅CRT显示画面上，在同一时间轴上，采用不同的显示颜色，可以能同时显示8个模拟量数值的趋势。在一幅趋势显示画面中，运行人员可重新设置趋势变量、趋势显示数目、时间标度、时间基准及趋势显示的颜色。趋势显示画面还可以同时用数字显示出变量的数值。趋势显示可以可存贮在内部存贮器中，并可以便于运行人员调用，运行人员亦可按要求组态趋势并保存在外部存贮器中，以便今后调用。

报警显示，系统可以能通过接点状态的变化，或者参照预先存储的参考值，对模拟量输入、计算点、平均值、变化速率、其他变换值进行扫描比较，分辨出状态的异常、正常或状态的变化，若确认某一点越过预先设置的限值，显示器屏幕可以显示报警画面，并发出声响信号。

报警显示可以按时间顺序排列，最新发生的报警可以优先显示在报警画面的顶部，每一个报警点可有不同的优先级，并用不同的颜色显示该点加以区分。

报警可以可一次击键进行确认。在某一站上对某一点发生的报警进行确认后，则所有其它站上该点发出的报警也可以同时被确认。某一点发出的报警确认后，该报警点显示的背景颜色可以有变化并消去音响信号。

可以采用闪光、颜色变化等手段，区分未经确认的报警和已经确认的报警。

当某一未经确认的报警变量恢复至正常时，可以在报警清单中清除该报警变量，并由仍处于报警状态的其它报警点自行填补其位置空缺。

所有出现的报警及报警恢复，均可由打印机打印出来。若某一已经确认的报警再一次发出报警时，可以作为最新报警再一次显示在报警画面的顶部或底部。

所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量，均可以分别设置“报警死区”，以减少参数在接近报警限值时产生的频繁报警。

在设备停运及设备启动时，可以有模拟量和数字量信号“报警闭锁”功能，以减少不必要的报警。可由操作员站上实施这一功能。启动结束后，“报警闭锁”功能可以自动解除。“报警闭锁”不可以影响对该变量的扫描采集。

对所有输入信号和计算变量均可以提供可变的报警限值。

报警信息中可以表明与该报警相对可以的显示画面的检索名称。

在操作员站，通过一次击键可以能调用多页的报警一览。报警一览的信息可以以表格形式显示，并可以包括如下内容：点的标志号、点的描述、带工程单位的当前值、带工程单位的报警限值、报警状态(高或低)及报警发生的时间。

Help显示：系统可以提供在线的Help显示软件包，运行人员在流程的启、停或紧急工况时，能成功地操作。运行人员可以可通过相可以的Help键，调用Help显示画面。除标准的Help显示画面外，还可以让用户使用这种help显示软件包生成新的Help画面，以适可以一些特殊的运行工况。

记录功能可由程序指令或运行人员指令控制，数据库中所具有的所有过程点均可以记录。

管理系统具备历史记录功能：定期记录，运行人员操作记录，事件顺序记录，操作员记录，设备运行记录。

其中，定期记录包括交接班记录、日报、和月报。对交接班记录和日报，系统可以在每 30分钟或一小时的时间间隔内，提供 2000 个预选变量的记录。而对月报，则在每一天的时间间隔内，提供 2000 个预选变量的记录。在每一个交接班后，或每一天结束时，或每一个月结束时，可以自动进行记录打印或根据运行人员指令召唤打印。

运行人员操作记录：系统可以记录运行人员在集控室进行的所有操作项目及每次操作的精确时间。通过对运行人员操作行为的准确记录，可便于分析运行人员的操作意图，分析机组事故的原因。这种记录在存储器内至少保存10天。

事件顺序记录(SOE)：系统可以提供高速顺序记录功能，其时间分辨率可以小于1ms。接入事件顺序记录装置的任何一点的状态变化至特定状态时，立即启动事件顺序记录。事件顺序记录可以包括测点状态、文字描述以及三个校正时间。即接入该SOE板的任一测点发生状态改变的继电器动作校正时间，启动测点状态改变的校正时间，毫秒级的扫描第一个测点状态改变与扫描随后发生的测点状态改变之间的时间差校正。所以SOE记录可以按经过时间校正的顺序排列，并按小时、分、秒和 毫秒打印出来。事件顺序记录完成后，可以自动打印出来，并自动将记录存储在存储器内，以便以后按操作员的指令打印出来。存储器可以有足够的空间，这种足够的存储空间是保证不会丢失输入状态改变的信号，并且在SOE记录打印时，留有足够的采集空间。

操作员记录，操作员记录可按要求进行。可预先选择记录打印的时间间隔或立即由打印机打印出来。操作员记录可由20个组构成，每组16个参数。所有具有地址的点均可设置到操作员记录中。设备运行记录，在每天结束时，打印出各种输送设备的累计运行小时数。

历史数据的存储和检索：保存长期的详细的运行资料，以随时记录重要的状态改变和参数改变。可以提供长期存储信息的磁盘机或光盘驱动器。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际可以用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种港口码头作业管理系统，其特征在于，所述系统用于对港口生产流程进行监控和控制，所述管理系统包括：数据采集模块，数据通信模块，数据处理模块，界面展示模块；

其中，所述数据采集模块用于获取数据采集器采集的PLC控制器的运行参数；

所述数据通讯模块用于接收数据采集模块的运行参数，将所述运行参数发送至数据处理模块，以及将数据处理模块的处理结果发送至界面展示模块；

所述数据处理模块用于对所述运行参数进行处理，包括：所述数据处理模块中的数据处理程序对接收到的数据进行处理得到处理的结果；

所述界面展示模块用于显示所述处理的结果；

所述界面展示模块用于对PLC控制器的输入/输出信号、报警信息、控制逻辑进行定义，以及对数据采集设备的采集参数、数据传输协议进行设置；

所述界面展示模块包括操作员使用的界面和工程师使用的界面；

所述操作员使用的界面用于在标准画面和用户配置界面上，汇集和显示有关的运行信息，供运行人员据此对机组的运行工况进行监视和控制；

所述工程师使用的界面用于程序开发、管理系统故障诊断和维护、系统配置、数据库和界面的编辑及修改。

2.根据权利要求1所述的一种港口码头作业管理系统，其特征在于，所述数据通讯模块还用于所述管理系统与其他工作站的管理系统之间的通信，所述数据通讯模块包括通信总线，挂在数据通讯总线上的所有站，都能接受数据通讯总线上的数据，并可向数据总线发送数据。

3.根据权利要求1所述的一种港口码头作业管理系统，其特征在于，所述通讯模块包括串口通信模块和以太网通信模块，所述PLC控制器和数据采集设备之间采用串口通信进行数据传输，所述管理系统则通过以太网与PLC控制器和数据采集设备进行通信。

4.根据权利要求1所述的一种港口码头作业管理系统，其特征在于，所述数据处理模块包括皮带机控制程序，所述皮带机控制程序包括：顺料流停车：当控制带式输送机发生故障时，来料流方向带式输送机立即停止，顺料流方向带式输送机顺序停车；紧急停车时，所有皮带机立即停车。

5.根据权利要求1所述的一种港口码头作业管理系统，其特征在于，所述管理系统包括如下功能：监视报警，皮带机跑偏、打滑、撕裂、料流、张堵料、紧停开关信号的检测，PLC控制器控制的设备的启动、停止、紧停信号的检测，读取皮带称计量数据，记录、显示货物信息；根据检测的信号输出报警信息。

6.根据权利要求1所述的一种港口码头作业管理系统，其特征在于，所述管理系统通过PLC控制器对设备的控制模式包括：程控自动模式，程控手动模式和就地手动模式；其中，程控自动模式为所述管理系统通过键盘或鼠标输入控制指令，被控设备按照控制指令运行；程控手动模式包括：程控连锁手动，运行人员按照工艺要求逐一手动开启或关闭设备，流程内的设备间存在关联关系，程控解锁手动，运行人员可在上位机上随意启停任何一台设备，此时各设备间无关联关系。

7.根据权利要求1所述的一种港口码头作业管理系统，其特征在于，在就地各设备控制箱上设有就地/远方切换开关，启/停按钮及信号灯,当切换开关在“远方”位置时，所述管理系统控制该设备，当切换开关放“就地”位置时，就地启停设备，切换开关的状态信息反馈至PLC控制器中。