煤炭港口设备集中控制系统设计与实现

楚鑫

秦皇岛港股份有限公司第七港务分公司 河北秦皇岛 066000

1 煤炭港口设备集中控制系统的设计要点

1.1 控制系统的总体架构

在设计煤炭港口设备集中控制系统时，首先要做好系统总体架构的设计，目前煤炭港口所应用的生产运营管控系统主要引入了网络技术、数据库技术、变频技术、可视化技术以及网络安全技术等技术，这些技术的正确应用有利于实现港口生产管理与生产控制的无缝对接，让港口设备的管控水平得到显著提升。在设计控制系统的总体架构时，必须能够满足信息的数据共享要求[1]，确保各级管理者能够及时获取到煤炭港口生产现场的设备运行状态、码头环境等信息，同时还要保证具备精准的数据综合分析能力，进而为规划全港区资源提供数据支持[2]。在煤炭港口设备集中控制系统下，系统具备了中控平台与数据库之间的数据交互，加入可视化技术也能根据系统获取的全港区信息构建三维形式的煤炭码头煤堆、设备模型，保证模型相关参数与实际生产运营状态的信息同步。具体的煤炭港口设备集中控制系统总体框架，如图1所示。

图1

1.2 系统总体功能的设计思路

煤炭港口设备集中控制系统的设计要明确系统的总体功能，根据煤炭港口生产运输工作的实际情况，保证各项基本功能都能得以实现。为了保证煤炭港口设备运行状态、煤堆区域等信息的清楚显示，要在系统中加入三维可视化技术，以此保证系统具备可视化功能。因此，在设计系统时，必须为其建立独立的3D显示数据库，通过该数据库提供数据信息的读取，按照不同的数据类型为其设定相应的更新策略，这样就能保证3D建模信息与数据库的同步更新。煤炭港口设备控制系统数据库主要包含了翻车机、皮带机、装船机、筒仓等设备信息，通过与生产运营管控系统的数据连接，保证港口各级管理人员能够实时获取相关信息，便于发送相应的管控指令。另外，可视化管理系统还可根据需要，加入港区浏览、视频监控、单机设备查询等可视化信息查询功能。

在可视化管控系统的设计思路基础上，可提供系统的综合查询功能，具体查询内容包括港口的总库存量、分期库存量、筒仓存储状态、船舶、堆场信息等作业情况。在单机设备查询方面，主要涉及对港口设备型号、设备状态的查询功能，在中控面板上点击具体的单机设备，系统就能显示出相应的单机设备详细信息，例如点击停泊港口内的船舶，即可获取该船舶的作业信息、入港时间、装卸状态等信息。而港区浏览功能主要包括了港区信息的自动浏览、交互浏览以及定位浏览功能，根据操作者的具体需要，提供所选港区的场景实时状态、特定位置锁定等可视化查询服务。煤炭港口设备集中控制系统可按照设备的管控要求，搭载一定数量的摄像头，通过摄像头来实现对设备运行状态的实时监控。

2 煤炭港口设备集中控制系统的模块构成

煤炭港口设备集中控制系统内的功能模块主要由数据库连接模块、逻辑控制模块、三维场景控制模块以及任务发布模块组成，各模块的具体实现方法如下：

2.1 数据库连接模块

煤炭港口设备集中控制系统的数据库连接模块是以Oracle数据库为基础搭建的，数据库连接模块可嵌套在三维场景控制模块之中，通过两者的相互配合，能实现港区设备模型的构建以及数据的实时传输[3]。数据库作为数据库连接模块的硬件基础，必须保证数据库与模块之间的兼容性，同时设计时还要为系统部署相应的远程服务代理程序，这也是系统远程服务计算机应具备的中间功能，在此功能支持下，系统可实现多客户端的网络会话，会话基于TCP/IP协议。

2.2 逻辑控制模块

逻辑控制模块是煤炭港口设备集中控制系统中的重要部分，其实现了系统控制的拓展功能，涉及了整个港口设备的逻辑控制，例如港口内部的大机设备、煤堆、筒仓、装船机等设备的初始化与运行控制。另外，逻辑控制模块也能提供控制权限的发放以及信息响应等服务。

2.3 三维场景控制模块

三维场景控制模块在煤炭港口设备集中控制系统中的加入，可以实现设备信息的虚拟现实编辑，也就是对设备三维模型、运行环境三维场景的搭建，通过渲染来为管理者提供更加具象的设备综合信息，这也是现代煤炭港口设备管控工作的发展趋势。在三维场景控制模块的支持下，通过虚拟现实平台脚本编辑器，与系统的其他模块相对接，就能更好的提升港口相关数据的利用效率，更便于操作人员对信息的调用与编辑。

综上所述，在煤炭港口中引入相关技术，为其建立起一套功能更加全面的控制系统势在必行，做好控制系统的构建工作，有助于实现煤炭港口生产运行状态的实时监控，这对我国煤炭港口的发展有着积极的影响。