青岛港自动化集装箱码头全自动调箱门系统技术方案

耿卫宁

传统集装箱码头调箱门作业在节能环保、作业效率、操作安全性、劳动强度、自动化、信息化等方面存在诸多隐患和弊端。随着自动化集装箱码头的发展，传统集装箱码头调箱门作业方式已不能适应码头业务发展的需求，利用自动化技术实现调箱门作业的全自动化势在必行。青岛港自动化集装箱码头全自动调箱门系统实现码头调箱门作业标准化、程序化、智能化和自动化，具有高效、环保、安全等优点，能够满足自动化集装箱码头的作业要求。

1 传统集装箱码头调箱门作业方式及其缺点

在传统集装箱码头调箱门作业方式下，当因集装箱箱门方向错误无法进行下一步装卸作业时，需要用正面吊、重箱叉车或龙门吊进行调箱门作业：用正面吊或重箱叉车设备吊起拖车上的集装箱，拖车调转180昂螅璞钢匦陆跋浞呕赝铣瞪希瓿杉跋湎涿诺髯？80白饕怠T诖斯讨校娴趸蛑叵洳娉底ゾ偌跋涞却⒓ㄎ扌蛐凶叩染嬖谝欢ò踩迹杭ɑ刈枰愎坏某〉兀诺酢⒅叵洳娉的芎慕洗笄疑璞副恐兀僮魅嗽背な奔渲馗床僮魅菀滓蚱@投龃怼W苤臣跋渎胪返飨涿抛饕捣绞酱嬖谀芎拇蟆⑿实汀踩级唷⒌鞫任扌虻热钡悖荒苈愕飨涿抛饕当曜蓟⒊绦蚧⒅悄芑⒆远枨蟆？

2 青岛港自动化集装箱码头全自动调箱门系统技术方案

为提高集装箱船舶装卸效率、满足集装箱船舶积载要求及方便客户拆装箱，自动化集装箱码头集装箱堆码要求箱门一律朝向海侧，船上积载集装箱大多要求箱门朝向船尾，集装箱装货要求箱门朝向便于货物装卸，不能满足要求的集装箱在进闸后或出闸前须将箱门调转180啊5飨涿抛饕凳粲诩跋渎胪繁曜甲饕捣冻搿H远飨涿畔低秤闪牌鹬鼗岷仙鞫认低场⒓す馍枳爸谩⑽尴呱淦凳侗穑≧adio Frequency Identification，RFID）技术、设备控制系统构成，能够实现调箱门作业的标准化、程序化、智能化和自动化。

2.1 根据业务需要定制设备

青岛港自动化集装箱码头全自动调箱门系统基于自动化集装箱码头的作业特点设计而成，在满足操作需要和安全规范的前提下，设备设计尺寸最小化，有利于节省制造材料，降低能耗，减少占地面积，降低设备高度，增强设备运行稳定性。

2.2 集成多种技术确保系统稳定

（1）采用激光扫描装置、地面感应设备、红外线设备、接近开关等方式触发调箱门设备和控制系统启动。集卡司机接收调箱门指令后，驾驶集卡接近或进入调箱门区，触发系统感知集卡调箱门设备和控制系统。

（2）利用RFID技术识别集卡身份。集卡驶入RFID区域后，RFID系统自动识别集卡信息，锁定作业指令。

（3）实现码头生产管理系统、激光扫描系统、RFID系统与设备控制系统间的信息交互。码头生产管理系统根据调箱门作业状态智能地分派作业指令，设备控制系统指挥设备自动、安全、高效地完成指令。

（4）实现可编程逻辑控制器电控系统与多传感器间的信息交互。在调箱门龙门吊的吊具上安装多传感器和起升机构高度编码器，控制吊具自动检测与集装箱箱顶的距离，并具有在设定距离内减速保护、微调小车、防止猛烈碰撞等功能，实现吊具一次性柔性着箱，从而最大程度地保护吊具和箱体；在集装箱起吊和旋转过程中，吊具上安装的多传感器自动检测箱体质量偏差，并自动调整吊具倾转角度，实现集装箱平稳旋转。

（5）采用智能分析仪实施安全防护。作业区域设置双重防护：当外来物进入二级作业区域时，设备语音系统发出警报；当外来物进入一级作业区域时，设备停止作业。

（6）采用集卡防吊起系统。当设备起吊集装箱时，激光扫描系统根据集卡车头的位移情况判断集卡是否被吊起。

（7）应用集卡定位系统。集卡定位系统的作用在于：自动精确引导集卡对位，辅助集卡司机准确泊车。当集卡进入激光测距仪的测距范围时，发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）显示屏显示集卡所处位置与正确停车位置的偏差，集卡司机按照LED显示屏的提示实现准确停车；集卡司机停车到位后，LED显示屏显示“停车到位、严禁动车”等信息。

2.3 系统操作流程设计

（1）集卡背箱入闸或在陆侧交换区装箱后，系统根据配置和箱门朝向生成调箱门指令。

（2）集卡司机接收调箱门指令后，驾驶车辆驶往调箱门区。

（3）集卡接近调箱门区，触发系统接收信息，启动调箱门设备和控制系统。触发系统可采用地面感应线圈、红外线对射、接近开关、激光扫描等多种方式。

（4）RFID系统识别集卡身份，由码头生产管理系统校验相关指令、费用等信息：若校验通过，则集卡定位系统启动；若校验不通过，则LED显示屏给出提示信息，提示集卡驶入缓冲区进行相应处理。

（5）集卡定位系统根据码头生产管理系统给出的集装箱车牌、位置等信息，辅助集卡停车到位；然后，司机进入交互亭，调箱门机启动。

（6）吊具在可编程逻辑控制器系统的控制下柔性着箱，集卡防吊起系统和智能分析仪启动。

（7）调箱门机完成箱门调转，码头生产管理系统记录箱门新朝向。

3 青岛港自动化集装箱码头全自动调箱门系统优点

（1）实现集装箱调箱门作业的标准化、程序化、智能化和自动化。

（2）全自动控制技术的应用有利于降低人力资源成本。

（3）由程序控制设备系统，实现防止集卡被吊起、防止相邻集装箱相撞等功能，提升调箱门作业安全性。

（4）采用地面感应设备、红外线设备、接近开关设备、激光扫描设备等方式触发调箱门系统启动，使设备适时启动，从而有效降低设备等待作业能耗和整机辅助设备能耗，延长设备使用寿命。

（5）RFID系统识别信息准确、快速，且在识别集卡身份的过程中，集卡无须停车，从而提高作业准确率和效率。

（6）码头生产管理系统与设备控制系统间的信息交互实现人工指令转化为计算机优化指令，使指令系统更加科学、合理、智能。

（7）码头生产管理系统与调箱门机之间通过网络传输指令，使指令传输更加快捷、安全和稳定。

（8）可编程逻辑控制器电控技术的应用实现吊具柔性着箱以及集装箱在旋转过程中自动调整平衡，从而对设备、箱体起到保护作用。

（9）采用智能分析仪实现双重安全防护，变人防为技防，使安全防护更加全面、严密。

（10）采用逻辑控制技术实现远程操作。

4 结束语

青岛港自动化集装箱码头全自动调箱门系统针对自动化集装箱码头的作业特点，集成多项各种成熟技术，实现箱门调转自动化。该系统实现调箱门控制与码头生产管理系统指令的关联：码头生产管理系统根据堆场箱门朝向设定调箱门策略，并根据光学字符识别系统采集的箱门实际朝向、外集卡司机的客户化需求等自动生成调箱门指令，自动控制调箱门系统执行调箱门指令，实现调箱门作业的标准化、程序化、智能化和自动化。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2015-11-04）