[發(fā)明專利]自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810562275.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108510831A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙斌;周穎達(dá);聞佳華;馬矜;黃志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 上海集信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31254
• 代理人: 李玲

本發(fā)明公開一種自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程操作臺(tái)、講師臺(tái)和服務(wù)器機(jī)柜；軟件系統(tǒng)包括：模擬器軟件、岸橋管理系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、橋吊單機(jī)電控PLC、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和視頻管理系統(tǒng)。該自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器極大地提高了司機(jī)在真實(shí)自動(dòng)化橋吊上的作業(yè)效率，進(jìn)而有助于提高碼頭整體業(yè)務(wù)水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋吊遠(yuǎn)程控制技術(shù)，更具體地指一種自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器。

背景技術(shù)

近年來，全球自動(dòng)化碼頭建設(shè)需求如雨后春筍般涌現(xiàn)，與傳統(tǒng)橋吊不同的是，自動(dòng)化橋吊的操作方式已從本地轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)程，一些碼頭甚至徹底取消了本地司機(jī)室。由此可見，基于本地司機(jī)室所設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)橋吊模擬器已無法滿足自動(dòng)化橋吊操作員的培訓(xùn)需求，研發(fā)適用于自動(dòng)化岸橋的遠(yuǎn)程操作模擬器勢在必行。

為了讓操作員獲得逼真的操作體驗(yàn)，自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器不僅在硬件上采用和真機(jī)設(shè)計(jì)完全相同的遠(yuǎn)程操作臺(tái)，在軟件上也將使用和真機(jī)完全相同的自動(dòng)化軟件架構(gòu)和人機(jī)界面。因此，通過系統(tǒng)性地培訓(xùn)練習(xí)，操作員不僅可以熟悉遠(yuǎn)程操作的基本技能，更能熟練掌握一整套自動(dòng)化作業(yè)流程和異常處理流程，從而高效提升受訓(xùn)操作員的綜合能力，也使得培訓(xùn)變得更有意義和價(jià)值。

除了具備傳統(tǒng)岸橋模擬器的所有功能外，自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器還需要模擬所有自動(dòng)化作業(yè)所必需的一系列輔助系統(tǒng)，如電子防搖、電子防扭、半自動(dòng)、集卡引導(dǎo)、船型掃描、吊具檢測、目標(biāo)檢測系統(tǒng)等等。

此外，與實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境所不同，模擬器虛擬作業(yè)場景中只有虛擬的停泊船只、集裝箱、岸橋與跨運(yùn)車，因此如何將虛擬的場景信息與碼頭真實(shí)的一整套生產(chǎn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相結(jié)合，成為了自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器技術(shù)方案中的核心問題和難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器，以自動(dòng)化橋吊底層PLC程序、單機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、岸橋管理系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、視屏管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合模擬的作業(yè)環(huán)境和作業(yè)設(shè)備，充分考慮培訓(xùn)的實(shí)用性和高效性。該自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器極大地提高了司機(jī)在真實(shí)自動(dòng)化橋吊上的作業(yè)效率，進(jìn)而有助于提高碼頭整體業(yè)務(wù)水平。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種自動(dòng)化橋吊遠(yuǎn)程操作模擬器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程操作臺(tái)、講師臺(tái)和服務(wù)器機(jī)柜；所述軟件系統(tǒng)包括：模擬器軟件、岸橋管理系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、橋吊單機(jī)電控PLC、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和視頻管理系統(tǒng)，其中：

所述遠(yuǎn)程操作臺(tái)包括多個(gè)顯示器、多個(gè)電腦工作站、多個(gè)I/O模塊、PLC控制器、觸摸屏、多個(gè)操作手柄、緊停按鈕、ACCS一體機(jī)、Profinet交換機(jī)；

講師臺(tái)包括多個(gè)顯示器；

服務(wù)器機(jī)柜包括多個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)、多個(gè)圖像處理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫和OPC共用服務(wù)器、模擬器工作站、多個(gè)視屏編碼器以及KVM切換器；

所述模擬器軟件模擬由橋吊、船只、集裝箱、跨運(yùn)車、碼頭地面組成的虛擬培訓(xùn)場景；將虛擬培訓(xùn)場景中的所有設(shè)備信息下發(fā)給所述橋吊單機(jī)電控PLC；根據(jù)虛擬模擬場景中的船圖信息模擬TOS生成虛擬TOS作業(yè)任務(wù)并下發(fā)給岸橋管理系統(tǒng)；模擬所有橋吊上的虛擬攝像機(jī)視頻信號并經(jīng)過重新編碼后輸出給視頻管理系統(tǒng)；

所述岸橋管理系統(tǒng)將收到的作業(yè)任務(wù)分解成自動(dòng)化作業(yè)指令并下發(fā)給自動(dòng)化控制系統(tǒng)；

所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)將收到的自動(dòng)化作業(yè)指令轉(zhuǎn)換為設(shè)備動(dòng)作指令并下發(fā)給橋吊單機(jī)電控PLC，同時(shí)將自動(dòng)化作業(yè)指令的執(zhí)行狀態(tài)返回給岸橋管理系統(tǒng)；

所述橋吊單機(jī)電控PLC將收到的設(shè)備動(dòng)作指令或者遠(yuǎn)程操作臺(tái)的手動(dòng)控制信號輸出給模擬器軟件，以控制虛擬橋吊的具體動(dòng)作，并將執(zhí)行狀態(tài)返回給自動(dòng)化控制系統(tǒng)；將橋吊設(shè)備的所有狀態(tài)信息和故障信息輸出給設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)；