CN206927493U - 铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铁路运输技术领域，提供一种铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，包括远程控制子系统、视频与语音子系统、数据通信子系统、远程定位子系统；所述远程控制子系统包括远程操作台，所述远程定位子系统包括大车格雷母线定位装置、小车格雷母线定位装置、以及吊钩高度定位装置，所述视频与语音子系统包括设置在堆场和龙门吊上的视频监控器和语音对讲系统，所述数据通信子系统采用双腔裂缝波导管形成多入多出天线，在远程控制子系统端和龙门吊端均布置双腔裂缝波导管。本实用新型能够实现对铁路货场工程过程的全面自动控制，有效保证铁路运输集装箱作业安全，提高集装箱作业效率。

Description

铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统

技术领域

本实用新型涉及铁路运输技术领域，具体涉及一种铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统。

背景技术

随着各种交通运输方式竞争日趋激烈和物流业的迅猛发展，传统运输企业纷纷探索融入现代物流的模式和对策。铁路运输作为一种主要交通运输方式，是国家经济大动脉，在发展现代物流上具有一定的优势。铁路发展现代物流，宏观层面上要求路网体系、管理体制、运输组织、资源配置与之相适应和配套，微观实施上可依托铁路货场，通过改组改制和资源整合，对货场信息化及安全性研究,对提高货物运输效率、降低管理成本、改善工作环境、提升服务水平、保证货场信息安全等有着极其重要的意义 。

在这种大趋势下，铁路货场生产提出了数字化、可视化计算机管理系统的建设目标，希望通过构建一个高效、安全、可靠和实时的远程控制系统，满足铁路货场所有生产管理的需求，实现对铁路货场工程过程的全面自动控制，从而提高工作效率与综合竞争能力，有效地保证铁路货运朝着现代化、国际化的目标稳步迈进。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术中的问题，提供一种铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，能够实现对铁路货场工程过程的全面自动控制，有效保证铁路运输集装箱作业安全，提高集装箱作业效率。

本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，包括远程控制子系统、视频与语音子系统、数据通信子系统、远程定位子系统；所述远程控制子系统包括远程操作台，所述远程操作台包括显示屏和远程PLC，远程PLC通过以太网接口与各龙门吊PLC进行通讯；所述远程定位子系统包括大车格雷母线定位装置、小车格雷母线定位装置、以及吊钩高度定位装置，所述大车格雷母线定位装置包括安装在大车走行平行方向的大车格雷母线和安装在龙门吊侧面的大车天线箱，大车格雷姆线与大车地址编码器相连，大车天线箱与大车地址解码器相连，所述小车格雷母线定位装置包括安装在大车横梁上的小车格雷母线和安装在小车侧面的小车天线箱，小车格雷母线经阻抗匹配后与小车地址解码器相连，小车天线箱与小车地址编码器相连，所述吊钩高度定位装置包括多圈绝对型旋转编码器，该多圈绝对型旋转编码器与吊钩的起升电机的变速箱软连接，所述大车地址解码器、小车地址解码器和多圈绝对型旋转编码器均与龙门吊PLC相连；所述视频与语音子系统包括设置在堆场和龙门吊上的视频监控器和语音对讲系统，视频监控器和语音对讲系统与远程控制子系统相连；所述数据通信子系统采用双腔裂缝波导管形成多入多出天线，在远程控制子系统端和龙门吊端均布置双腔裂缝波导管。双腔裂缝波导管能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势，通讯允许带宽达到单腔的两倍，理论带宽最高可达600Mbps，实际测试可以稳定在320Mbps，根据计算，每台龙门吊在极限通讯状态下，需要的带宽不超过30Mbps，3台总需求带宽不超过180Mbps，双腔裂缝波导管完全可以满足要求。可以将龙门吊上所有摄像头的视频信号都传回后方远程控制子系统。

在上述技术方案中，所述视频与语音子系统包括设置在堆场和龙门吊上的视频监控器和语音对讲系统，具体包括：每个龙门吊大车行走腿梁安装1个固定式枪机摄像头，大车行走时可观察路面情况。每个拖车道安装两个可旋转变焦球机摄像头，观察集卡拖车上集装箱的放置，当吊运集装箱从集卡上离开时，可通过这两个摄像头查看集装箱是否和集卡拖车发生钩挂故障。龙门吊小车底部安装3个可旋转变焦球机摄像头，在吊具下放到集装箱上时，可通过这3个摄像头观察吊具的整体画面。吊钩的4角各安装1个小型针孔摄像头。吊具需要着箱时，观察吊具锁头和集装箱锁孔的相对位置，因为吊具在作业过程中抖动冲击大，且可能发生碰撞，所以吊具摄像头需要选择抗冲击能力强的产品，同时在龙门吊大车两侧鞍梁处安装8个50W的LED补光灯。语音对讲系统包括：在远程控制子系统所在的中控室安装台式对讲终端，在龙门吊司机通话点安装壁挂式IP对讲终端，用于与集卡司机通话点联系，同时在龙门吊鞍梁处安装2个扬声器，确保集卡司机能清晰无误的听到从中控室传来的通话。

在上述技术方案中，该铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统还包括安全防护子系统，所述安全防护子系统包括开环防摇单元、大车行走安全防护单元和集卡防吊起单元。

所述大车行走安全防护单元是在每台龙门吊四个大车位置分别安装一台双开关量远距离雷达传感器和一台单开关量雷达传感器；通过双开关量远距离雷达传感器的DIP拨码开关设置减速档和停止档距离，从而有效的防止龙门吊与龙门吊之间，龙门吊与其它设备之间发生碰撞，极大提高生产操作安全和工作效率。通过增加安装一台单开关量雷达传感器，设置一个近距离量程，作为第二级的紧急防撞保护，距离设置小于双开关量远距离雷达传感器设置的停止档距离，在双开关量远距离雷达传感器防撞保护装置失效的情况下，单开关量雷达传感器可以向龙门吊及时触发紧急停止信号。

所述集卡防吊起单元是在龙门吊拖车道一侧，位于龙门吊基距的中间位置鞍梁下方，安装激光扫描传感器；激光扫描传感器扫描集卡拖板上方300mm的区间，最大检测距离为30米，角度180度，在此区间内如果有遮挡可以发送信号到PLC系统， 当操作员远程操作龙门吊从集卡上方吊起集装箱后，起升到500mm时，起升机构自动停车，进行集卡防吊起检测，激光扫描传感器扫描集装箱下方的区间，如果在此区间内集卡拖板与集装箱没有完全分离，扫描传感器可以检测到遮挡，并反馈信号到龙门吊的主控PLC，及时停止起升动作。

所述开环防摇单元是在龙门吊PLC上安装开环防摇模块，开环防摇模块与小车变频器相连。开环防摇模块内的防摇控制算法生成小车变频器速度给定曲线，传递给小车变频器；小车变频器接收防摇控制单元的速度给定曲线，按照此速度曲线控制小车电机的速度；小车电机拖动小车平台，使小车平台在小车轨道上水平移动，防止摇晃。

本实用新型铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统实现了对铁路货场工程过程的高效、安全、可靠和实时的远程控制，具有以下优点：

（1）集装箱堆场数字化，每个集装箱在园区的作业流程全过程跟踪；

（2）减少人员在堆场的工作时间，堆场在自动运行的工况下定位更准，防止砸箱事故，保证系统的安全性；

（3）减少司机的劳动强度，延长了司机的职业寿命；

（4）一个司机可以操作多台龙门吊，提高了司机的劳动生产率，也提升了铁路货场的整体运行效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电气连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、2所示，本实施例提供一种铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，包括远程控制子系统、视频与语音子系统、数据通信子系统、远程定位子系统；所述远程控制子系统包括远程操作台，所述远程操作台包括显示屏和远程PLC，远程PLC通过以太网接口与各龙门吊PLC进行通讯；所述远程定位子系统包括大车格雷母线定位装置、小车格雷母线定位装置、以及吊钩高度定位装置，所述大车格雷母线定位装置包括安装在大车走行平行方向的大车格雷母线和安装在龙门吊侧面的大车天线箱，大车格雷姆线与大车地址编码器相连，大车天线箱与大车地址解码器相连，所述小车格雷母线定位装置包括安装在大车横梁上的小车格雷母线和安装在小车侧面的小车天线箱，小车格雷母线经阻抗匹配后与小车地址解码器相连，小车天线箱与小车地址编码器相连，所述吊钩高度定位装置包括多圈绝对型旋转编码器，该多圈绝对型旋转编码器与吊钩的起升电机的变速箱通过软连接相连，所述大车地址解码器、小车地址解码器和多圈绝对型旋转编码器均与龙门吊PLC相连；通过上述远程定位子系统，一方面可以实时检测龙门吊三维位置。龙门吊三维位置坐标(X、Y、Z)直接送到龙门吊PLC中，动态更新频率10ms。另一方面通过远程定位子系统可以将整个堆场数值化、格式化，龙门吊大车行走方向为x轴，龙门吊小车行走方向为y轴，将集装箱堆场分成一个一个的箱位，每个箱位都有编号，坐标（x，y），精度5毫米，集装箱箱位坐标保存在远程控制子系统中。当需要自动定位装卸时，可以将集装箱箱位预定坐标动态传送到所在堆场的龙门吊PLC上，PLC驱动龙门吊动作，自动定位大小车到目标箱位，实现人工智能装卸集装箱。司机可通过远程控制台的显示屏的数字直观地确定吊钩或物体是否已到达该物体应到达的位置，大大缩短起吊时间。

使用本实施例系统能够全天候根据调度计划对集装箱进行三维实时动态定位（X、Y、Z），以保证集装箱在作业过程中不至于放错和提错，尤其是夜间作业时，司机能准确判断箱位，以提高工作效率并不出差错。

在上述实施例中，所述视频与语音子系统包括设置在堆场和龙门吊上的视频监控器和语音对讲系统，视频监控器和语音对讲系统与远程控制子系统相连；具体包括：每个龙门吊大车行走腿梁安装1个固定式枪机摄像头，每个拖车道安装两个可旋转变焦球机摄像头，龙门吊小车底部安装3个可旋转变焦球机摄像头，吊钩的4角各安装1个小型针孔摄像头，在龙门吊大车两侧鞍梁处安装8个50W的LED补光灯，在远程控制子系统端安装台式对讲终端，在龙门吊司机通话点安装壁挂式IP对讲终端，同时在龙门吊鞍梁处安装2个扬声器。

在上述实施例中，所述数据通信子系统采用双腔裂缝波导管形成多入多出天线,在远程控制子系统端和龙门吊端均布置双腔裂缝波导管。数据通信子系统需要传输以下三组数据：

第一组是控制信号，将龙门吊上各控制元件、驱动元器件的状态传输到远程控制台的PLC上，同时控制台现场的手柄操作指令需要传送到现场龙门吊PLC，以保证设备的正常运行。

第二组是视频信号，视频信号同样是需要双向传输的信号，从现场的摄像头拍摄的画面，需要通过数据链路传回控制台，控制台的视频控制信号需要传送到摄像头云台上。

第三组是语音通讯信号，将堆场现场声音传递到远程控制子系统端，并且远程控制子系统端的语音指令也可以发送到现场的扬声器上。

本实施例铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统还包括安全防护子系统，所述安全防护子系统包括开环防摇单元、大车行走安全防护单元和集卡防吊起单元。所述大车行走安全防护单元是在每台龙门吊四个大车位置分别安装一台双开关量远距离雷达传感器和一台单开关量雷达传感器；所述集卡防吊起单元是在龙门吊装车道一侧，位于龙门吊基距的中间位置鞍梁下方，安装激光扫描传感器；所述开环防摇单元是在龙门吊PLC上安装开环防摇模块，开环防摇模块与小车变频器相连。

在上述实施例中，所述远程控制子系统包括远程操作台。远程操作台上布置了远程操作所需的按钮、转换开关、指示灯及操作手柄。在远程操作台上放置3台22寸液晶显示器和一个堆场管理系统的终端设备，其中2台液晶显示器用于显示远程龙门吊摄像头的画面，1台液晶显示器用于显示远程龙门吊的设备状态，包括设备的故障、运行状态等。

在远程操作台的后面布置有远程PLC箱，远程PLC通过以太网接口与各远程龙门吊上的控制PLC进行通讯，并且操作台上的按钮、转换开关、指示灯及操作手柄与PLC的 IO模块连接。

远控操作台满足以下技术要求：

（1）远程操作台能够设定龙门吊的运行模式：通过转换开关选择半自动化作业模式、人工（远程）作业模式、本地操作模式。

（2）远程操作台所采用的手柄、按钮、触摸屏等符合工业控制的等级要求。操作台的高度合适，并可根据操作人员需求调整，各操作部件及显示屏幕的布置要紧凑，并且便于司机操作，符合长时间连续作业需要。

（3）远程操作台上设置有急停按钮，当出现特殊情况时，能立即停止龙门吊所有动作，进入锁定状态等待人工干预。

（4）远控操作台和机柜安装有UPS电源，保证AC供电，当供电电源突然断电时，能存储当前数据，并允许操作人员停止所有龙门吊的动作。

（5）每个操作台配置客户端电脑一台，用于安装相应视频、远程控制系统的客户端软件。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，其特征是：包括远程控制子系统、视频与语音子系统、数据通信子系统、远程定位子系统；所述远程控制子系统包括远程操作台，所述远程操作台包括显示屏和远程PLC，远程PLC通过以太网接口与各龙门吊PLC进行通讯；所述远程定位子系统包括大车格雷母线定位装置、小车格雷母线定位装置、以及吊钩高度定位装置，所述大车格雷母线定位装置包括安装在大车走行平行方向的大车格雷母线和安装在龙门吊侧面的大车天线箱，大车格雷姆线与大车地址编码器相连，大车天线箱与大车地址解码器相连，所述小车格雷母线定位装置包括安装在大车横梁上的小车格雷母线和安装在小车侧面的小车天线箱，小车格雷母线经阻抗匹配后与小车地址解码器相连，小车天线箱与小车地址编码器相连，所述吊钩高度定位装置包括多圈绝对型旋转编码器，该多圈绝对型旋转编码器与吊钩的起升电机的变速箱软连接，所述大车地址解码器、小车地址解码器和多圈绝对型旋转编码器均与龙门吊PLC相连；所述视频与语音子系统包括设置在堆场和龙门吊上的视频监控器和语音对讲系统，视频监控器和语音对讲系统与远程控制子系统相连；所述数据通信子系统采用双腔裂缝波导管形成多入多出天线，在远程控制子系统端和龙门吊端均布置双腔裂缝波导管。

2.根据权利要求1所述的铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，其特征是所述视频与语音子系统包括设置在堆场和轨道吊上的视频监控器和语音对讲系统，具体包括：每个龙门吊大车行走腿梁安装1个固定式枪机摄像头，每个拖车道安装两个可旋转变焦球机摄像头，龙门吊小车底部安装3个可旋转变焦球机摄像头，吊钩的4角各安装1个小型针孔摄像头，在龙门吊大车两侧鞍梁处安装8个50W的LED补光灯，在远程控制子系统端安装台式对讲终端，在龙门吊司机通话点安装壁挂式IP对讲终端，同时在龙门吊鞍梁处安装2个扬声器。

3.根据权利要求1所述的铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统，其特征是：该铁路货场龙门吊远程自动定位装卸系统包括安全防护子系统，所述安全防护子系统包括开环防摇单元、大车行走安全防护单元和集卡防吊起单元，所述大车行走安全防护单元是在每台龙门吊四个大车位置分别安装一台双开关量远距离雷达传感器和一台单开关量雷达传感器；所述集卡防吊起单元是在龙门吊装车道一侧，位于龙门吊基距的中间位置鞍梁下方，安装激光扫描传感器；所述开环防摇单元是在龙门吊PLC上安装开环防摇模块，开环防摇模块与小车变频器相连。