煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

楚鑫

秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司 河北秦皇島 066000

1 煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)的設(shè)計要點

1.1 控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)

在設(shè)計煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)時，首先要做好系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計，目前煤炭港口所應(yīng)用的生產(chǎn)運營管控系統(tǒng)主要引入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、變頻技術(shù)、可視化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等技術(shù)，這些技術(shù)的正確應(yīng)用有利于實現(xiàn)港口生產(chǎn)管理與生產(chǎn)控制的無縫對接，讓港口設(shè)備的管控水平得到顯著提升。在設(shè)計控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)時，必須能夠滿足信息的數(shù)據(jù)共享要求[1]，確保各級管理者能夠及時獲取到煤炭港口生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備運行狀態(tài)、碼頭環(huán)境等信息，同時還要保證具備精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)綜合分析能力，進而為規(guī)劃全港區(qū)資源提供數(shù)據(jù)支持[2]。在煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)下，系統(tǒng)具備了中控平臺與數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互，加入可視化技術(shù)也能根據(jù)系統(tǒng)獲取的全港區(qū)信息構(gòu)建三維形式的煤炭碼頭煤堆、設(shè)備模型，保證模型相關(guān)參數(shù)與實際生產(chǎn)運營狀態(tài)的信息同步。具體的煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)總體框架，如圖1所示。

圖1

1.2 系統(tǒng)總體功能的設(shè)計思路

煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)的設(shè)計要明確系統(tǒng)的總體功能，根據(jù)煤炭港口生產(chǎn)運輸工作的實際情況，保證各項基本功能都能得以實現(xiàn)。為了保證煤炭港口設(shè)備運行狀態(tài)、煤堆區(qū)域等信息的清楚顯示，要在系統(tǒng)中加入三維可視化技術(shù)，以此保證系統(tǒng)具備可視化功能。因此，在設(shè)計系統(tǒng)時，必須為其建立獨立的3D顯示數(shù)據(jù)庫，通過該數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)信息的讀取，按照不同的數(shù)據(jù)類型為其設(shè)定相應(yīng)的更新策略，這樣就能保證3D建模信息與數(shù)據(jù)庫的同步更新。煤炭港口設(shè)備控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要包含了翻車機、皮帶機、裝船機、筒倉等設(shè)備信息，通過與生產(chǎn)運營管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接，保證港口各級管理人員能夠?qū)崟r獲取相關(guān)信息，便于發(fā)送相應(yīng)的管控指令。另外，可視化管理系統(tǒng)還可根據(jù)需要，加入港區(qū)瀏覽、視頻監(jiān)控、單機設(shè)備查詢等可視化信息查詢功能。

在可視化管控系統(tǒng)的設(shè)計思路基礎(chǔ)上，可提供系統(tǒng)的綜合查詢功能，具體查詢內(nèi)容包括港口的總庫存量、分期庫存量、筒倉存儲狀態(tài)、船舶、堆場信息等作業(yè)情況。在單機設(shè)備查詢方面，主要涉及對港口設(shè)備型號、設(shè)備狀態(tài)的查詢功能，在中控面板上點擊具體的單機設(shè)備，系統(tǒng)就能顯示出相應(yīng)的單機設(shè)備詳細(xì)信息，例如點擊停泊港口內(nèi)的船舶，即可獲取該船舶的作業(yè)信息、入港時間、裝卸狀態(tài)等信息。而港區(qū)瀏覽功能主要包括了港區(qū)信息的自動瀏覽、交互瀏覽以及定位瀏覽功能，根據(jù)操作者的具體需要，提供所選港區(qū)的場景實時狀態(tài)、特定位置鎖定等可視化查詢服務(wù)。煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)可按照設(shè)備的管控要求，搭載一定數(shù)量的攝像頭，通過攝像頭來實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。

2 煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)的模塊構(gòu)成

煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)內(nèi)的功能模塊主要由數(shù)據(jù)庫連接模塊、邏輯控制模塊、三維場景控制模塊以及任務(wù)發(fā)布模塊組成，各模塊的具體實現(xiàn)方法如下：

2.1 數(shù)據(jù)庫連接模塊

煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫連接模塊是以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)搭建的，數(shù)據(jù)庫連接模塊可嵌套在三維場景控制模塊之中，通過兩者的相互配合，能實現(xiàn)港區(qū)設(shè)備模型的構(gòu)建以及數(shù)據(jù)的實時傳輸[3]。數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫連接模塊的硬件基礎(chǔ)，必須保證數(shù)據(jù)庫與模塊之間的兼容性，同時設(shè)計時還要為系統(tǒng)部署相應(yīng)的遠(yuǎn)程服務(wù)代理程序，這也是系統(tǒng)遠(yuǎn)程服務(wù)計算機應(yīng)具備的中間功能，在此功能支持下，系統(tǒng)可實現(xiàn)多客戶端的網(wǎng)絡(luò)會話，會話基于TCP/IP協(xié)議。

2.2 邏輯控制模塊

邏輯控制模塊是煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)中的重要部分，其實現(xiàn)了系統(tǒng)控制的拓展功能，涉及了整個港口設(shè)備的邏輯控制，例如港口內(nèi)部的大機設(shè)備、煤堆、筒倉、裝船機等設(shè)備的初始化與運行控制。另外，邏輯控制模塊也能提供控制權(quán)限的發(fā)放以及信息響應(yīng)等服務(wù)。

2.3 三維場景控制模塊

三維場景控制模塊在煤炭港口設(shè)備集中控制系統(tǒng)中的加入，可以實現(xiàn)設(shè)備信息的虛擬現(xiàn)實編輯，也就是對設(shè)備三維模型、運行環(huán)境三維場景的搭建，通過渲染來為管理者提供更加具象的設(shè)備綜合信息，這也是現(xiàn)代煤炭港口設(shè)備管控工作的發(fā)展趨勢。在三維場景控制模塊的支持下，通過虛擬現(xiàn)實平臺腳本編輯器，與系統(tǒng)的其他模塊相對接，就能更好的提升港口相關(guān)數(shù)據(jù)的利用效率，更便于操作人員對信息的調(diào)用與編輯。

綜上所述，在煤炭港口中引入相關(guān)技術(shù)，為其建立起一套功能更加全面的控制系統(tǒng)勢在必行，做好控制系統(tǒng)的構(gòu)建工作，有助于實現(xiàn)煤炭港口生產(chǎn)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，這對我國煤炭港口的發(fā)展有著積極的影響。