设备云监控技术在港口行业的应用实例分析

◎ 李明华，王康兴，赵 征，徐子锋，韩晓烨

（连云港东粮码头有限公司，江苏 连云港 222000）

1 研究背景

随着港口行业信息化、数字化、智能化和自动化的不断革新建设，以云计算、大数据为代表的各类新技术，正引领着机电设备管理工作朝着智慧码头的方向迈进。其中，如何提高机电技术人员的工作效率，成为港口行业的探索方向之一。在码头行业具体应用实例的试验过程中，只有提高对港口码头机电设备云监控平台技术的认知度，提出更为符合行业发展实际的系统优化方案，才能不断提高设备管理水平。

2 形势分析及存在问题

连云港东粮码头有限公司（以下简称东粮公司）是一家散粮装卸码头企业，其泊位是连云港专业的散粮接卸码头。散粮作业线具有可装可卸双向接卸系统，系统运用计算机进行集成控制，计量精确可靠。自1994年散粮作业线正式投产以来，为生产作业屡创佳绩奠定了坚实的物质基础。

当前，散粮作业线主要包括以下组成部分：①中控室。目前在用的有一二期及三期中控室，以三期中控室为主。②码头大机。主要包括32、33两个泊位的2台装卸两用机（1～2#）及5台门座起重机（1～5#）。③筒仓。设备最多，包括3条主要的卸船进仓流程线、8条出仓流程线，所包含设备有皮带机、刮板机、斗提机，以及3座汽车及火车装车楼（5条火车发运线路）。④变电所。根据1、2、3期筒仓系统设备分为501#、1#、2#、3#变电所，且包含4个低压控制室。

随着多年高负荷运转以及流程化作业，对设备保障工作不断提出新的挑战，尤其散粮生产流程牵涉的公用设备较多，如斗提机、斗秤、集尘器、空压机、分料器等，要求我们根据作业特点及生产安排，在设备管理中既要统筹兼顾，又要突出重点。

尤其在连云港国际粮食集散中心建设的背景下，东粮公司面临供变电所、设备流程线、消防设备的井喷式增加，因此，要想在现有的人员和安全要求基础下，完成更多的设备保障任务，就要实现以下几点：①做一名掌舵人，只要属于所管辖设备，都能随时随地用最简单的方法去了解它的一切。②和时间赛跑，故障出现了不可怕，可怕的是不能及时解决、不知道如何解决故障。③传承是很重要的，在现代化工业系统中，不存在独门秘籍式的处理方法。④从成本及质量上考虑，就是利用现有的人力及资源，解决经常性或突发性问题，提高生产效率，杜绝无意义的资源消耗。对此，本文提出建立设备云监控系统，以提高技术人员处理问题的工作效率。

3 对策建议

以云监控、大数据、MERS系统为代表的创新技术，正引领着港口码头系统朝着信息化、智能化的方向迈进。作为连云港五大中心的重要建设者之一，东粮公司紧跟创新技术方向，将设备综合监控系统向云平台迁移实现云端化，以期实现云地结合、虚实互备。

①建立全公司的设备云监控平台，对变电所、流程线设备等进行智能化感知、识别、定位与跟踪。②整个平台按照云端运行、多类型产品接入、多端点管理的平台结构搭建，主要检测变电所高低压动力柜及控制柜，如电流、电压、电能、整定值等电力数据；码头大机、灌包库内行车、筒仓流程线上位机及下位机程序，涉及日立、施耐德、GE、欧姆龙、西门子等多个厂家的PLC模块；变电所、场区、道闸口等进出口和关键地点、关键部位的实时监控视频，并集成为一个功能完备的设备监管服务平台，从而实现运行设备全局监控、海量数据统一管理、异常事件自动预警、疑似故障位置快速锁定，助力技术人员及巡检人员应急处理、解除流程线中存在的隐患及故障，形成一体化、全闭环式的设备安全管理模式[1]，为设备监督管理和应急救援提供信息支撑，提高设备安全监督与管理水平，24 小时守护散粮流程线设备安全。

4 具体实施

现代社会中，手机及电脑已经全面普及，因此，寻找一个使用最方便且最稳定的通信工具，是本研究首要考虑的。因此，本研究选择的实现工具及架构为teamviewer+Windows远程桌面连接+Rcms系统。

5 实施情况

5.1 优异的图像质量

东粮公司是一家以散粮装卸为主要业务的码头公司，90%的场地及设备所在地为防爆场所，对安全性要求较高。然而，以往模拟监控系统无法看清设备及场所的实时状况，导致出现问题时，却因图像质量无法进行有效回溯[2]。因此，本研究选择的高清网络摄像机采用背照式CMOS，将感光层置于电路层之上，进光量比传统CMOS提升近100%，1/2.8背照式比传统1/1.8大靶面CMOS感光性能更好，结合内嵌特殊算法，提升感度和降噪效果，使光影效果达到最高[3]。

5.2 高效的智能分析

本研究提出“人车物分离”的智能功能，在视频图像中检测出运动物体，并区分物体的类型为人、车或物品，对检测出的物体识别颜色、打标签、绘矩形，并回传元数据[4]；联合算法为中心侧的应用平台做人或设备的行为分析、动作识别、计数等应用提供基础数据信息，大幅提高运营效率。

5.3 良好的环境适应性

本项目涉及场景类型较多，如码头大机外景、变电所内景、专门的设备轴承、皮带机张紧部位等，室内外场景繁杂，加之散粮筒仓虽有集尘器的介入，降低了可见粉尘量，但高清摄像头可以捕捉到更为细致的粉尘，较之一般的监控场景更加复杂，对视频监控设备的要求更加苛刻。另外，散逸的粉尘会粘附在摄像头表面，久而久之会影响监控的准确性。通过选择带有自动雨刷及抗静电的监控摄像头外玻璃，可有效避免这些问题。此外，对于雨雪天气和粉尘结合形成的顽固泥浆状污垢，周期性采用人工清理即可[5]。

5.4 一机控所有

港口码头公司涉及的工作区域太广，不说码头和筒仓之间的空间距离，单单流程线首尾之间的设备直线距离就达500 m，有时候控制系统分站之间也存在空间距离。为了解决一个点的故障，技术人员需要逐一筛选码头大机、设备、控制系统涉及的所有点，通常需要在几个点分别设置人员进行相关电气元件的动作监控。

对此，本研究通过云监控系统，建立了一个总的工程师站。此工程师站可以通过外网加密连接，更重要的是，工程师通过光纤可以连接所有的流程线控制系统，对于移动式的门机、两用机等，则通过无线模块结合门机的Rcms系统连接至工程师站，即可通过一台主机跨服连接所有PLC控制系统。

6 成果验证

通过5G网络与高清摄像头构成的云监控，24小时不间断跟踪长时试验的机械、热控稳定性，每天分早晚2次记录当前试验温度变化、存续时间，并汇总成表格。此外，考虑到连云港四季温差较大，技术人员分别制定了夏季和冬季的监控检测方案。夏季重点为筒仓、设备轴承测温；冬季为消防设备及码头大机的防风措施及风速检测，从而成功实现了无人值守的情况下，对试验进行远程监控点检。换言之，云监控的实施，为港口码头流程线系统提供了云端监控安全保障，可有效提升企业设备运营数字化水平。

7 探索方向：云监控的安全问题

设备云监控的安全性与本地部署的安全性不同，随着公司将应用程序、服务和数据移动到新环境，未来需要尝试更多不同的实践。当涉及云安全实践时，很多企业处于被动模式，主要通过使用能够提供异常活动可见性的工具来保护云环境，从而对异常活动作出响应，也就是发现了问题，才去解决相应的漏洞。虽然这些反应式工具有一些优点，但技术人员必须优先考虑解决措施，以防止灾难性的情况发生[6]。

8 结语

连云港国际粮食集散中心在迅猛发展的同时，对散粮筒仓及码头的安全管理提出了更高的要求，除了要保证运行安全、防爆安全以外，各个场区、各个设备乃至消防系统的安防监控系统，也是系统安全运行的重要保障之一。相信未来，随着不断加大对安防监控系统建设的投资力度，各种高科技产品和技术将不断被应用到散粮筒仓的安防监控系统中。