設備云監控技術在港口行業的應用實例分析

◎ 李明華，王康興，趙 征，徐子鋒，韓曉燁

（連云港東糧碼頭有限公司，江蘇 連云港 222000）

1 研究背景

隨著港口行業信息化、數字化、智能化和自動化的不斷革新建設，以云計算、大數據為代表的各類新技術，正引領著機電設備管理工作朝著智慧碼頭的方向邁進。其中，如何提高機電技術人員的工作效率，成為港口行業的探索方向之一。在碼頭行業具體應用實例的試驗過程中，只有提高對港口碼頭機電設備云監控平臺技術的認知度，提出更為符合行業發展實際的系統優化方案，才能不斷提高設備管理水平。

2 形勢分析及存在問題

連云港東糧碼頭有限公司（以下簡稱東糧公司）是一家散糧裝卸碼頭企業，其泊位是連云港專業的散糧接卸碼頭。散糧作業線具有可裝可卸雙向接卸系統，系統運用計算機進行集成控制，計量精確可靠。自1994年散糧作業線正式投產以來，為生產作業屢創佳績奠定了堅實的物質基礎。

當前，散糧作業線主要包括以下組成部分：①中控室。目前在用的有一二期及三期中控室，以三期中控室為主。②碼頭大機。主要包括32、33兩個泊位的2臺裝卸兩用機（1～2#）及5臺門座起重機（1～5#）。③筒倉。設備最多，包括3條主要的卸船進倉流程線、8條出倉流程線，所包含設備有皮帶機、刮板機、斗提機，以及3座汽車及火車裝車樓（5條火車發運線路）。④變電所。根據1、2、3期筒倉系統設備分為501#、1#、2#、3#變電所，且包含4個低壓控制室。

隨著多年高負荷運轉以及流程化作業，對設備保障工作不斷提出新的挑戰，尤其散糧生產流程牽涉的公用設備較多，如斗提機、斗秤、集塵器、空壓機、分料器等，要求我們根據作業特點及生產安排，在設備管理中既要統籌兼顧，又要突出重點。

尤其在連云港國際糧食集散中心建設的背景下，東糧公司面臨供變電所、設備流程線、消防設備的井噴式增加，因此，要想在現有的人員和安全要求基礎下，完成更多的設備保障任務，就要實現以下幾點：①做一名掌舵人，只要屬于所管轄設備，都能隨時隨地用最簡單的方法去了解它的一切。②和時間賽跑，故障出現了不可怕，可怕的是不能及時解決、不知道如何解決故障。③傳承是很重要的，在現代化工業系統中，不存在獨門秘籍式的處理方法。④從成本及質量上考慮，就是利用現有的人力及資源，解決經常性或突發性問題，提高生產效率，杜絕無意義的資源消耗。對此，本文提出建立設備云監控系統，以提高技術人員處理問題的工作效率。

3 對策建議

以云監控、大數據、MERS系統為代表的創新技術，正引領著港口碼頭系統朝著信息化、智能化的方向邁進。作為連云港五大中心的重要建設者之一，東糧公司緊跟創新技術方向，將設備綜合監控系統向云平臺遷移實現云端化，以期實現云地結合、虛實互備。

①建立全公司的設備云監控平臺，對變電所、流程線設備等進行智能化感知、識別、定位與跟蹤。②整個平臺按照云端運行、多類型產品接入、多端點管理的平臺結構搭建，主要檢測變電所高低壓動力柜及控制柜，如電流、電壓、電能、整定值等電力數據；碼頭大機、灌包庫內行車、筒倉流程線上位機及下位機程序，涉及日立、施耐德、GE、歐姆龍、西門子等多個廠家的PLC模塊；變電所、場區、道閘口等進出口和關鍵地點、關鍵部位的實時監控視頻，并集成為一個功能完備的設備監管服務平臺，從而實現運行設備全局監控、海量數據統一管理、異常事件自動預警、疑似故障位置快速鎖定，助力技術人員及巡檢人員應急處理、解除流程線中存在的隱患及故障，形成一體化、全閉環式的設備安全管理模式[1]，為設備監督管理和應急救援提供信息支撐，提高設備安全監督與管理水平，24 小時守護散糧流程線設備安全。

4 具體實施

現代社會中，手機及電腦已經全面普及，因此，尋找一個使用最方便且最穩定的通信工具，是本研究首要考慮的。因此，本研究選擇的實現工具及架構為teamviewer+Windows遠程桌面連接+Rcms系統。

5 實施情況

5.1 優異的圖像質量

東糧公司是一家以散糧裝卸為主要業務的碼頭公司，90%的場地及設備所在地為防爆場所，對安全性要求較高。然而，以往模擬監控系統無法看清設備及場所的實時狀況，導致出現問題時，卻因圖像質量無法進行有效回溯[2]。因此，本研究選擇的高清網絡攝像機采用背照式CMOS，將感光層置于電路層之上，進光量比傳統CMOS提升近100%，1/2.8背照式比傳統1/1.8大靶面CMOS感光性能更好，結合內嵌特殊算法，提升感度和降噪效果，使光影效果達到最高[3]。

5.2 高效的智能分析

本研究提出“人車物分離”的智能功能，在視頻圖像中檢測出運動物體，并區分物體的類型為人、車或物品，對檢測出的物體識別顏色、打標簽、繪矩形，并回傳元數據[4]；聯合算法為中心側的應用平臺做人或設備的行為分析、動作識別、計數等應用提供基礎數據信息，大幅提高運營效率。

5.3 良好的環境適應性

本項目涉及場景類型較多，如碼頭大機外景、變電所內景、專門的設備軸承、皮帶機張緊部位等，室內外場景繁雜，加之散糧筒倉雖有集塵器的介入，降低了可見粉塵量，但高清攝像頭可以捕捉到更為細致的粉塵，較之一般的監控場景更加復雜，對視頻監控設備的要求更加苛刻。另外，散逸的粉塵會粘附在攝像頭表面，久而久之會影響監控的準確性。通過選擇帶有自動雨刷及抗靜電的監控攝像頭外玻璃，可有效避免這些問題。此外，對于雨雪天氣和粉塵結合形成的頑固泥漿狀污垢，周期性采用人工清理即可[5]。

5.4 一機控所有

港口碼頭公司涉及的工作區域太廣，不說碼頭和筒倉之間的空間距離，單單流程線首尾之間的設備直線距離就達500 m，有時候控制系統分站之間也存在空間距離。為了解決一個點的故障，技術人員需要逐一篩選碼頭大機、設備、控制系統涉及的所有點，通常需要在幾個點分別設置人員進行相關電氣元件的動作監控。

對此，本研究通過云監控系統，建立了一個總的工程師站。此工程師站可以通過外網加密連接，更重要的是，工程師通過光纖可以連接所有的流程線控制系統，對于移動式的門機、兩用機等，則通過無線模塊結合門機的Rcms系統連接至工程師站，即可通過一臺主機跨服連接所有PLC控制系統。

6 成果驗證

通過5G網絡與高清攝像頭構成的云監控，24小時不間斷跟蹤長時試驗的機械、熱控穩定性，每天分早晚2次記錄當前試驗溫度變化、存續時間，并匯總成表格。此外，考慮到連云港四季溫差較大，技術人員分別制定了夏季和冬季的監控檢測方案。夏季重點為筒倉、設備軸承測溫；冬季為消防設備及碼頭大機的防風措施及風速檢測，從而成功實現了無人值守的情況下，對試驗進行遠程監控點檢。換言之，云監控的實施，為港口碼頭流程線系統提供了云端監控安全保障，可有效提升企業設備運營數字化水平。

7 探索方向：云監控的安全問題

設備云監控的安全性與本地部署的安全性不同，隨著公司將應用程序、服務和數據移動到新環境，未來需要嘗試更多不同的實踐。當涉及云安全實踐時，很多企業處于被動模式，主要通過使用能夠提供異常活動可見性的工具來保護云環境，從而對異常活動作出響應，也就是發現了問題，才去解決相應的漏洞。雖然這些反應式工具有一些優點，但技術人員必須優先考慮解決措施，以防止災難性的情況發生[6]。

8 結語

連云港國際糧食集散中心在迅猛發展的同時，對散糧筒倉及碼頭的安全管理提出了更高的要求，除了要保證運行安全、防爆安全以外，各個場區、各個設備乃至消防系統的安防監控系統，也是系統安全運行的重要保障之一。相信未來，隨著不斷加大對安防監控系統建設的投資力度，各種高科技產品和技術將不斷被應用到散糧筒倉的安防監控系統中。