煤炭港口設備集中控制系統設計與實現

楚鑫

秦皇島港股份有限公司第七港務分公司 河北秦皇島 066000

1 煤炭港口設備集中控制系統的設計要點

1.1 控制系統的總體架構

在設計煤炭港口設備集中控制系統時，首先要做好系統總體架構的設計，目前煤炭港口所應用的生產運營管控系統主要引入了網絡技術、數據庫技術、變頻技術、可視化技術以及網絡安全技術等技術，這些技術的正確應用有利于實現港口生產管理與生產控制的無縫對接，讓港口設備的管控水平得到顯著提升。在設計控制系統的總體架構時，必須能夠滿足信息的數據共享要求[1]，確保各級管理者能夠及時獲取到煤炭港口生產現場的設備運行狀態、碼頭環境等信息，同時還要保證具備精準的數據綜合分析能力，進而為規劃全港區資源提供數據支持[2]。在煤炭港口設備集中控制系統下，系統具備了中控平臺與數據庫之間的數據交互，加入可視化技術也能根據系統獲取的全港區信息構建三維形式的煤炭碼頭煤堆、設備模型，保證模型相關參數與實際生產運營狀態的信息同步。具體的煤炭港口設備集中控制系統總體框架，如圖1所示。

圖1

1.2 系統總體功能的設計思路

煤炭港口設備集中控制系統的設計要明確系統的總體功能，根據煤炭港口生產運輸工作的實際情況，保證各項基本功能都能得以實現。為了保證煤炭港口設備運行狀態、煤堆區域等信息的清楚顯示，要在系統中加入三維可視化技術，以此保證系統具備可視化功能。因此，在設計系統時，必須為其建立獨立的3D顯示數據庫，通過該數據庫提供數據信息的讀取，按照不同的數據類型為其設定相應的更新策略，這樣就能保證3D建模信息與數據庫的同步更新。煤炭港口設備控制系統數據庫主要包含了翻車機、皮帶機、裝船機、筒倉等設備信息，通過與生產運營管控系統的數據連接，保證港口各級管理人員能夠實時獲取相關信息，便于發送相應的管控指令。另外，可視化管理系統還可根據需要，加入港區瀏覽、視頻監控、單機設備查詢等可視化信息查詢功能。

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

2 煤炭港口設備集中控制系統的模塊構成

煤炭港口設備集中控制系統內的功能模塊主要由數據庫連接模塊、邏輯控制模塊、三維場景控制模塊以及任務發布模塊組成，各模塊的具體實現方法如下：

2.1 數據庫連接模塊

煤炭港口設備集中控制系統的數據庫連接模塊是以Oracle數據庫為基礎搭建的，數據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，能實現港區設備模型的構建以及數據的實時傳輸[3]。數據庫作為數據庫連接模塊的硬件基礎，必須保證數據庫與模塊之間的兼容性，同時設計時還要為系統部署相應的遠程服務代理程序，這也是系統遠程服務計算機應具備的中間功能，在此功能支持下，系統可實現多客戶端的網絡會話，會話基于TCP/IP協議。

2.2 邏輯控制模塊

邏輯控制模塊是煤炭港口設備集中控制系統中的重要部分，其實現了系統控制的拓展功能，涉及了整個港口設備的邏輯控制，例如港口內部的大機設備、煤堆、筒倉、裝船機等設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限的發放以及信息響應等服務。

2.3 三維場景控制模塊

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

綜上所述，在煤炭港口中引入相關技術，為其建立起一套功能更加全面的控制系統勢在必行，做好控制系統的構建工作，有助于實現煤炭港口生產運行狀態的實時監控，這對我國煤炭港口的發展有著積極的影響。