CN204269837U - 集装箱箱位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集装箱箱位检测装置，基准站包括由第一电源供电的与第一电台天线连接的第一电台和与第一GPS天线连接的第一GPS，第一电台与第一GPS通讯连接；移动站包括由第二电源供电的与第二电台天线连接的第二电台和与第二GPS天线连接的第二GPS，第二电台与第二GPS通讯连接；检测控制组件包括与码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口通讯连接的PLC控制器、存储卡、人机界面、编码器和PLC电气控制器，存储卡、人机界面、PLC电气控制器和第二GPS分别与PLC控制器通讯连接，编码器与PLC电气控制器通讯连接；两个电台天线通讯连接。本实用新型具有可靠性高、成本低，而且检测精度高等优点。

Description

集装箱箱位检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，具体涉及一种集装箱箱位检测装置，属于集装箱码头自动化控制领域。

背景技术

在港口集装箱码头，堆场作业主要依靠轮胎式集装箱龙门起重机(RubberTyre Gantry Crane简称RTG)，但由于其自身机械结构的限制，一直存在RTG无法探测堆场吊具的实时位置、也难以准确定位作业箱、监控界面难以实时显示RTG位置等问题。

目前GPS定位技术已应用于集装箱码头，其中适合于动态高精度领域的载波相位差分技术其在差分定位状态时定位精度可以达到1～2cm，高精度GPS数据的有效率在95%以上，各个领域由于自然和地理条件的影响而有所不同，单纯依靠GPS进行定位不能保证全天候有效；而码头常用的利用编码器来推导行进距离的方法有累积误差，所以其精度会越来越差。

现有的箱位检测系统(Position Determination System简称PDS)其核心处理器都采用工控机，但工控机存在价格昂贵，体积大不利于安装，稳定性和可靠性没有可编程逻辑控制器强等缺点，一旦工控机出现故障，将严重影响RTG作业，造成巨大经济损失。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种不仅可靠性高、成本低，而且检测精度高的集装箱箱位检测装置，以克服现有技术的不足。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种集装箱箱位检测装置，而其：

a、包括基准站、移动站和检测控制组件；

b、所述基准站包括第一电源、第一电台、第一电台天线、第一GPS和第一GPS天线，所述第一电源为第一电台和第一GPS供电，所述第一电台与第一GPS通讯连接，且第一电台与第一电台天线连接，第一GPS与第一GPS天线连接；

c、所述移动站包括第二电源、第二电台、第二电台天线、第二GPS和第二GPS天线，所述第二电源为第二电台和第二GPS供电，所述第二电台与第二GPS通讯连接，且第二电台与第二电台天线连接，第二GPS与第二GPS天线连接；

d、所述检测控制组件包括与码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口通讯连接的PLC控制器、存储卡、人机界面、编码器和PLC电气控制器，所述存储卡、人机界面和PLC电气控制器分别与PLC控制器通讯连接，所述编码器与PLC电气控制器通讯连接；

e、所述第一电台天线与第二电台天线通讯连接，移动站的第二GPS与PLC控制器通讯连接。

在上述技术方案中，所述检测控制组件还包括第一串口接口，所述第二GPS通过第一串口接口与PLC控制器通讯连接。

在上述技术方案中，所述检测控制组件还包括以太网接口，所述PLC电气控制器通过以太网接口与PLC控制器通讯连接。

在上述技术方案中，所述检测控制组件还包括第二串口接口和第三电台，所述第二串口接口与第三电台通讯连接，且第二串口接口与PLC控制器通讯连接，码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口分别与第三电台通讯连接。

在上述技术方案中，所述检测控制组件的存储卡是Micro SD卡、或者是移动硬盘、或者是U盘。

本实用新型所具有的积极效果是：由于本实用新型包括基准站、移动站和检测控制组件，使用前，将基准站设在集装箱码头控制中心楼顶，而多个由大车、小车构成的集装箱龙门起重机（RTG）的驾驶室内分别设有所述的移动站和检测控制组件；所述检测控制组件的核心是与码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口通讯连接的PLC控制器，取代了已有技术中性能不稳定且价格昂贵的工控机，使得本实用新型稳定可靠且成本低；所述基准站和移动站分别接收卫星信号，且由基准站将自身接收到的卫星信号和移动站接收到的卫星信号进行处理后送至检测控制组件，由检测控制组件对差分解算坐标信息进行判定是由GPS定位还是编码器定位，这样，将GPS定位和编码器定位相结合的模式，不仅可靠性高，而且检测精度高，实现了本实用新型的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本实用新型作进一步的说明，但并不局限于此。

如图1所示，一种集装箱箱位检测装置，

a、包括基准站1、移动站2和检测控制组件3；

b、所述基准站1包括第一电源1-1、第一电台1-2、第一电台天线1-3、第一GPS1-4和第一GPS天线1-5，所述第一电源1-1为第一电台1-2和第一GPS1-4供电，所述第一电台1-2与第一GPS1-4通讯连接，且第一电台1-2与第一电台天线1-3连接，第一GPS1-4与第一GPS天线1-5连接；

c、所述移动站2包括第二电源2-1、第二电台2-2、第二电台天线2-3、第二GPS2-4和第二GPS天线2-5，所述第二电源2-1为第二电台2-2和第二GPS2-4供电，所述第二电台2-2与第二GPS2-4通讯连接，且第二电台2-2与第二电台天线2-3连接，第二GPS2-4与第二GPS天线2-5连接；

d、所述检测控制组件3包括与码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口通讯连接的PLC控制器3-1、存储卡3-2、人机界面3-3、编码器3-4和PLC电气控制器3-5，所述存储卡3-2、人机界面3-3和PLC电气控制器3-5分别与PLC控制器3-1通讯连接，所述编码器3-4与PLC电气控制器3-5通讯连接；

e、所述第一电台天线1-3与第二电台天线2-3通讯连接，移动站2的第二GPS2-4与PLC控制器3-1通讯连接。

如图1所示，为了便于通讯，所述检测控制组件3还包括第一串口接口3-6，所述第二GPS2-4通过第一串口接口3-6与PLC控制器3-1通讯连接。

如图1所示，为了提高通讯效率，所述检测控制组件3还包括以太网接口3-7，所述PLC电气控制器3-5通过以太网接口3-7与PLC控制器3-1通讯连接。

如图1所示，为了便于与码头操作系统和箱位管理管理系统通讯，所述检测控制组件3还包括第二串口接口3-8和第三电台3-9，所述第二串口接口3-8与第三电台3-9通讯连接，且第二串口接口3-8与PLC控制器3-1通讯连接，码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口分别与第三电台3-9通讯连接。

本实用新型所述检测控制组件3的存储卡3-2是Micro SD卡、或者是移动硬盘、或者是U盘。其中，存储卡3-2优先选用Micro SD卡。

本实用新型所述的PLC控制器3-1可以选用型号为horner XL7e或者XL10的PLC控制器，所述的PLC电气控制器3-5可以选用型号为CP-317或者CP-3550 的PLC电气控制器，当然，并不局限于此，也可以选用其它型号的PLC控制器。

本实用新型工作过程：使用前，将基准站1设在集装箱码头的控制中心楼顶，而集装箱码头的多个由大车、小车构成的集装箱龙门起重机（RTG）的驾驶室内分别设有移动站2和检测控制组件3。

使用时，所述基准站1的第一GPS1-4通过第一GPS天线1-5接收卫星信号，第一GPS1-4利用载波相位技术通过第一电台天线1-3将相应的载波相位发送给移动站2的第二电台2-2；

所述移动站2的第二GPS2-4通过第二GPS天线2-5接收此时对集装箱龙门起重机（RTG）定位的卫星信号，第二电台2-2将接收到基准站1的载波相位信息传送给第二GPS2-4，所述第二GPS2-4将接收到对集装箱龙门起重机（RTG）定位的的卫星信号结合基准站1发送的载波相位进行求差分解算坐标，而所述第二GPS2-4通过第一串口接口3-6将差分解算坐标信息发送给PLC控制器3-1；

所述检测控制组件3的PLC控制器3-1通过解析第二GPS2-4输出的差分解算坐标信息，并由PLC控制器3-1根据差分解算坐标信息的状态位来判断第二GPS2-4对集装箱龙门起重机（RTG）定位信息的可靠性，若所述PLC控制器3-1判定定位信息可靠，则利用GPS模式进行数据处理，首先将集装箱码头堆场地图放到检测控制组件3的存储卡3-2中，通过PLC控制器3-1读取堆场地图的相关信息，所述的堆场地图信息应包括堆箱区标识、堆箱区本地坐标等信息，然后由所述的PLC控制器3-1将差分解算数据解析后利用文森特公式将两点经纬度之差转换成距离之差，并将此距离转换成自定义的本地坐标上的距离，通过定位算法处理并与堆场地图的相关信息进行比较，便能得到集装箱大车堆箱区、集装箱龙门起重机（RTG）的大车车道和小车堆位等信息，若所述PLC控制器3-1判定定位信息不可靠，则切换到编码器11定位模式，由所述编码器3-4取得集装箱龙门起重机（RTG）的大、小车的行进变化相关参数通过PLC电气控制器3-5送至PLC控制器3-1中，由PLC控制器3-1将集装箱龙门起重机（RTG）的大、小车的行进变化相关参数与存储的在存储卡3-2中的集装箱龙门起重机（RTG）的大、小车位置信息相结合，进行处理后同样可以得到集装箱大车堆箱区、集装箱龙门起重机（RTG）的大车车道和小车堆位等信息；

所述检测控制组件3的人机界面3-3能够实现当前所在堆位上集装箱的截面显示、轮胎式集装箱龙门起重机（RTG）的动态显示和当前作业信息的显示。

所述检测控制组件3的第三电台3-9通过码头操作系统通信接口与码头操作系统通讯，取得当前作业指令与经过检测控制组件3处理的集装箱信息进行比较，如不符则禁止吊具动作，只有信息一致才允许作业，并在每次正确的操作完成时，向码头操作系统发送操作完毕确认信息。

本实用新型通过串口通信与PLC电气控制器3-5通信获取轮胎式集装箱龙门起重机（RTG）的位置信息、锁具和大车等状态和吊具的位置信息等，将作业过程信息和作业指令信息相结合，并做实时判断及自动的安全控制。

所述检测控制组件3的第三电台3-9通过箱位管理系统通信接口与箱位管理系统进行通讯，箱位管理系统根据相应位置信息在人机界面实时动态显示轮胎式集装箱龙门起重机（RTG）的位置和状态，并将作业数据存储。

本实用新型小试效果显示，根据实际地理状况，可对集装箱龙门起重机（RTG）实现GPS定位或编码器定位，一旦对RTG实现定位后，再对待移起吊的集装箱进行精确定位，就能够实现本实用新型的箱位检测，并根据待移动集装箱位置和其他集装箱位置，实现了防止集装箱的意外碰撞的目的，以及根据集装箱龙门起重机（RTG）的大车位置和实际轨道的偏差调整大车的运行，实现大车运行轨道的自动纠偏，实现了集装箱龙门起重机（RTG）的自动纠偏等功能，保证了RTG无故障操作，实现了RTG的智能定位，显著提高工作效率和工作准确性，同时提高了系统稳定性和可靠性，降低了系统成本。

Claims (5)

1. 一种集装箱箱位检测装置，其特征在于：

a、包括基准站（1）、移动站（2）和检测控制组件（3）；

b、所述基准站（1）包括第一电源（1-1）、第一电台（1-2）、第一电台天线（1-3）、第一GPS（1-4）和第一GPS天线（1-5），所述第一电源（1-1）为第一电台（1-2）和第一GPS（1-4）供电，所述第一电台（1-2）与第一GPS（1-4）通讯连接，且第一电台（1-2）与第一电台天线（1-3）连接，第一GPS（1-4）与第一GPS天线（1-5）连接；

c、所述移动站（2）包括第二电源（2-1）、第二电台（2-2）、第二电台天线（2-3）、第二GPS（2-4）和第二GPS天线（2-5），所述第二电源（2-1）为第二电台（2-2）和第二GPS（2-4）供电，所述第二电台（2-2）与第二GPS（2-4）通讯连接，且第二电台（2-2）与第二电台天线（2-3）连接，第二GPS（2-4）与第二GPS天线（2-5）连接；

d、所述检测控制组件（3）包括与码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口通讯连接的PLC控制器（3-1）、存储卡（3-2）、人机界面（3-3）、编码器（3-4）和PLC电气控制器（3-5），所述存储卡（3-2）、人机界面（3-3）和PLC电气控制器（3-5）分别与PLC控制器（3-1）通讯连接，所述编码器（3-4）与PLC电气控制器（3-5）通讯连接；

e、所述第一电台天线（1-3）与第二电台天线（2-3）通讯连接，移动站（2）的第二GPS（2-4）与PLC控制器（3-1）通讯连接。

2. 根据权利要求1所述的集装箱箱位检测装置，其特征在于：所述检测控制组件（3）还包括第一串口接口（3-6），所述第二GPS（2-4）通过第一串口接口（3-6）与PLC控制器（3-1）通讯连接。

3. 根据权利要求1或2所述的集装箱箱位检测装置，其特征在于：所述检测控制组件（3）还包括以太网接口（3-7），所述PLC电气控制器（3-5）通过以太网接口（3-7）与PLC控制器（3-1）通讯连接。

4. 根据权利要求1所述的集装箱箱位检测装置，其特征在于：所述检测控制组件（3）还包括第二串口接口（3-8）和第三电台（3-9），所述第二串口接口（3-8）与第三电台（3-9）通讯连接，且第二串口接口（3-8）与PLC控制器（3-1）通讯连接，码头操作系统通信接口和箱位管理系统通信接口分别与第三电台（3-9）通讯连接。

5. 根据权利要求1所述的集装箱箱位检测装置，其特征在于：所述检测控制组件（3）的存储卡（3-2）是Micro SD卡、或者是移动硬盘、或者是U盘。