專(zhuān)利名稱(chēng)：輪胎吊作業(yè)追蹤式集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的管理方法，涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
美國(guó)IEEE專(zhuān)家組在2003年學(xué)術(shù)年會(huì)上向社會(huì)提出“計(jì)算、通訊和控制(Computing，Communication，Control Technology，CCCT)是一個(gè)充滿機(jī)遇的領(lǐng)域，在交通運(yùn)輸系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、制造、服務(wù)類(lèi)行業(yè)具有很強(qiáng)的項(xiàng)目需求。...CCCT技術(shù)在大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用將是一個(gè)構(gòu)建智能化社會(huì)的重要實(shí)踐方法”(Richard M.Murray，F(xiàn)uture Directions in Control in anInformation-Rich World，Control Systems Magazine，2003/3)。我國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)官方網(wǎng)站也轉(zhuǎn)載了該項(xiàng)報(bào)告的中文版內(nèi)容。我國(guó)一些高校在自動(dòng)化學(xué)會(huì)的推動(dòng)下，逐漸把有關(guān)計(jì)算機(jī)的上位數(shù)據(jù)處理和低端的可編程邏輯控制器(PLC)的總線連接的計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究轉(zhuǎn)移到基于網(wǎng)路環(huán)境下的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)集成研究。
本發(fā)明人近年來(lái)在國(guó)際會(huì)議和國(guó)內(nèi)重點(diǎn)刊物所發(fā)表的文獻(xiàn)，集中表現(xiàn)了有關(guān)計(jì)算、通訊和控制技術(shù)(CCCT)在港口物流，特別是在集裝箱碼頭生產(chǎn)管理領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐?！吨賯?，2S(GPS+GIS)技術(shù)在集裝箱港口物流中的應(yīng)用。第一屆國(guó)際綜合物流學(xué)術(shù)大會(huì)，新加坡南洋理工大學(xué)，p(277-284)2001/8》，《仲偉佇，集裝箱港口物流信息系統(tǒng)模型的研究，第一屆國(guó)際港口物流與戰(zhàn)略發(fā)展學(xué)術(shù)大會(huì)，中國(guó)大連海事大學(xué)，p(730-736)2004/9》，《仲偉佇，3C技術(shù)與集裝箱港口物流，第一屆國(guó)際港口物流與戰(zhàn)略發(fā)展學(xué)術(shù)大會(huì)，中國(guó)大連海事大學(xué)，p(702-707)2004/9》，《仲偉佇，3C技術(shù)在集裝箱碼頭生產(chǎn)中的應(yīng)用，中國(guó)港灣建設(shè)，(277-284)2005/10》，《仲偉佇，集裝箱碼頭生產(chǎn)物流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版)，p(519-521)2006/3》，《仲偉佇，CCCT技術(shù)與集裝箱碼頭生產(chǎn)DPS系統(tǒng)的整合研究，武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版)，待發(fā)表》。上述文獻(xiàn)為本發(fā)明，輪胎吊作業(yè)追蹤式集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)，解決方案提供了技術(shù)支持。對(duì)本發(fā)明技術(shù)背景具有支持意義的，描述港口技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用GPS定位的專(zhuān)利文獻(xiàn)還有《用于輪胎式龍門(mén)集裝箱起重機(jī)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)移動(dòng)站，上海振華港口機(jī)械股份有限公司，發(fā)明專(zhuān)利號(hào)01142631.4，2003/6》，《位置功能控制器，天津港集裝箱碼頭有限公司，實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)ZL 200520025382.X，2006/5》。
集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明有別于城市的建筑裝飾照明、路燈照明、車(chē)站照明，其不同之處是它具有生產(chǎn)用途、燈塔、成組、高桿和燈具為高壓鈉燈等特征。這類(lèi)照明局限于集裝箱碼頭堆場(chǎng)和內(nèi)陸集裝箱物流中心堆場(chǎng)等露天環(huán)境。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織及國(guó)際照明協(xié)會(huì)對(duì)這類(lèi)光照環(huán)境的照明亮度規(guī)定是在201us/m2以上。可見(jiàn)港口企業(yè)每年用于堆場(chǎng)生產(chǎn)照明的電力成本相當(dāng)可觀。自上個(gè)世紀(jì)80年代至今，我國(guó)大多數(shù)港口的集裝箱碼頭、堆場(chǎng)、貨場(chǎng)還都是采取光控、時(shí)控加手控的方法管理堆場(chǎng)照明。少數(shù)幾個(gè)港口近年來(lái)開(kāi)始嘗試在堆場(chǎng)照明中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行管理和控制。例如上海港外高橋碼頭二期工程(梅新潤(rùn)，自動(dòng)控制技術(shù)在港口照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，港口科技動(dòng)態(tài)，2001)，大連港大窯灣碼頭工程(丁曉晨，碼頭、堆場(chǎng)照明PLC集中控制方式探討，中國(guó)工控信息網(wǎng)，2001，)，均采用計(jì)算機(jī)作上位機(jī)管理、可編程邏輯控制器(PLC)作燈具照明控制和有線電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。也有國(guó)內(nèi)照明技術(shù)公司提出堆場(chǎng)照明控制系統(tǒng)延用城市路燈照明控制方法，建議使用無(wú)線網(wǎng)的移動(dòng)通訊GSM或GPRS技術(shù)方案。我國(guó)目前在集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)存在的明顯問(wèn)題是 .在系統(tǒng)管理平臺(tái)上存在缺陷。目前國(guó)內(nèi)少數(shù)先進(jìn)的集裝箱碼頭生產(chǎn)照明系統(tǒng)僅僅是一個(gè)與堆場(chǎng)工藝獨(dú)立的計(jì)算機(jī)照明管理系統(tǒng)，而不是具有與堆場(chǎng)生產(chǎn)工藝隨動(dòng)特征，即對(duì)輪胎吊作業(yè)位置及狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤的管理控制一體化系統(tǒng)?，F(xiàn)有堆場(chǎng)照明控制系統(tǒng)的節(jié)電效果較差。
.在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)上存在缺陷。有線網(wǎng)存在傳輸距離短、鋪設(shè)和維護(hù)成本較高。無(wú)線網(wǎng)的移動(dòng)通訊GSM或GPRS技術(shù)存在打包傳輸時(shí)出錯(cuò)率高、數(shù)據(jù)傳輸可靠性較差。
研究證明服務(wù)于全自動(dòng)集裝箱生產(chǎn)工藝的智能化堆場(chǎng)生產(chǎn)照明管理控制系統(tǒng)是集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。早期的集裝箱堆場(chǎng)照明控制系統(tǒng)應(yīng)用光控、時(shí)控加手控的方法進(jìn)行堆場(chǎng)照明控制，實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)照明的時(shí)間管理。現(xiàn)有少數(shù)先進(jìn)的碼頭企業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行堆場(chǎng)照明控制，實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)照明在時(shí)間管理基礎(chǔ)上的區(qū)域管理。本發(fā)明應(yīng)用計(jì)算、通訊和控制技術(shù)(CCCT)進(jìn)行堆場(chǎng)照明控制，實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)照明在時(shí)間管理、區(qū)域管理基礎(chǔ)上的，與企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)的生產(chǎn)物流實(shí)時(shí)隨動(dòng)的、管理控制一體化的堆場(chǎng)生產(chǎn)照明管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制的管理方法，解決集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明給港口企業(yè)或內(nèi)陸物流中心企業(yè)帶來(lái)的耗電成本居高不下難題。本發(fā)明有助于集裝箱堆場(chǎng)工藝的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)的管理控制一體化進(jìn)程。
本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)特征是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)照明控制服務(wù)器，兩組無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和有關(guān)邏輯軟件構(gòu)成輪胎吊作業(yè)追蹤式集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)示意附圖1。
其中一組無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是具有GPS信號(hào)處理功能的計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)組成的輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)(2)。其功能是將計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)采集的每臺(tái)輪胎吊的作業(yè)狀態(tài)和作業(yè)位置以及設(shè)備識(shí)別等信息傳送給生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)。
另一組無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是具有數(shù)據(jù)采集、邏輯控制和無(wú)線通訊功能的燈塔照明監(jiān)控器(3)組成的燈塔固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)。其功能是將燈塔照明監(jiān)控器(3)采集的每個(gè)燈塔的供電信息和每個(gè)燈具的狀態(tài)信息傳送給生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)。
服務(wù)器(5)運(yùn)行軟件(6)對(duì)接收到的信息進(jìn)行邏輯處理并獲得數(shù)據(jù)結(jié)果；然后將數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)譯成控制指令回傳到每個(gè)燈塔照明控制器(3)，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)集裝箱堆場(chǎng)的生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的追蹤式管理。系統(tǒng)處理邏輯見(jiàn)附圖2。
軟件(6)具有堆場(chǎng)識(shí)別與燈塔識(shí)別適配管理功能，具有燈塔燈具照明開(kāi)關(guān)的單控、組控作業(yè)管理功能，具有燈塔燈具的巡檢、報(bào)警、壽命、日志常規(guī)管理功能。


附圖1。生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)，輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)(2)，燈塔照明監(jiān)控器(3)，燈塔固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)，生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)。
具體實(shí)施例方式計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)。堆場(chǎng)每一臺(tái)輪胎吊上都配置一臺(tái)美國(guó)得邏輯(PSION TEKLOGIX)公司生產(chǎn)，適用于野外作業(yè)工業(yè)用TEK8570(Vehicle-MountComputer)車(chē)載計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通過(guò)UBS接口連接GPS接收器輸出端。GPS接收器選擇加拿大諾瓦泰(NovAtel)公司產(chǎn)品RT-2 GPS接收機(jī)，其數(shù)據(jù)采集格式為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、經(jīng)度、緯度、移動(dòng)速度和趨向。TEK8570(PSION TEKLOGIX)車(chē)載計(jì)算機(jī)和RT-2(NovAtel)GPS接收機(jī)構(gòu)成計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)。
輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)(2)。該選擇美國(guó)得邏輯(PSION TEKLOGIX)公司的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品，Network Controller 9450網(wǎng)絡(luò)控制器和WirelessGateway 9150無(wú)線網(wǎng)關(guān)。數(shù)據(jù)傳輸遵循標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.11b，網(wǎng)絡(luò)通訊模式工作于2.4GHz頻點(diǎn)。在滿足該網(wǎng)絡(luò)通訊冗余量大于2倍的同時(shí)，為數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，做了系統(tǒng)的雙熱備份處理。
堆場(chǎng)燈塔生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)。作為堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的低端設(shè)備，堆場(chǎng)燈塔生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)采用臺(tái)灣弘格公司I-7060D模塊實(shí)現(xiàn)燈塔照明控制系統(tǒng)的作業(yè)控制。每個(gè)模塊監(jiān)控四個(gè)燈具，每個(gè)燈塔可按燈具的數(shù)量配置I-7060D模塊的數(shù)量。模塊的每個(gè)輸入端檢測(cè)與某個(gè)燈具相對(duì)應(yīng)的電流傳感器給出的燈具照明/故障狀態(tài)信號(hào)。模塊的每個(gè)輸出端輸出與某個(gè)燈具相對(duì)應(yīng)的可控硅無(wú)觸點(diǎn)繼電器的燈具照明開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。模塊(Y)DATA+和(G)DATA-實(shí)現(xiàn)工業(yè)RS-485網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸功能。模塊采用直流24伏電源支持。其他I-7060D詳細(xì)參數(shù)請(qǐng)見(jiàn)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。
燈塔固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)。每個(gè)燈塔按燈具數(shù)量的四分之一配置I-7060D模塊個(gè)數(shù)，依據(jù)工業(yè)網(wǎng)RS-485網(wǎng)絡(luò)模式并接。每個(gè)燈塔配置無(wú)線通訊模塊，弘格公司生產(chǎn)的SST-2400模塊作為無(wú)線通訊端口。通訊頻率采用2426.112MHz至2458.368MHz中的八個(gè)信道的任何一個(gè)均可，通訊模式為全雙工方式。堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)服務(wù)器的com1端口連接I-7520模塊的RS-232口。I-7520模塊將RS-232信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)網(wǎng)RS-485信號(hào)。主機(jī)SST-2400模塊作為主服務(wù)器的無(wú)線端口與各燈塔的堆場(chǎng)燈塔生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)的SST-2400端口進(jìn)行連接。采用獨(dú)立直流電源24伏，全向有效傳輸半徑為5000米。
生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)。
邏輯處理軟件(6)。集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的軟件部分劃分為控制和管理兩個(gè)功能單元。它們既獨(dú)立實(shí)施著各自的功能目標(biāo)，又相互支持并與硬件系統(tǒng)相整合成為一個(gè)管理控制一體化的完整系統(tǒng)?？刂茊卧瑢?duì)計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)、輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)(2)、堆場(chǎng)燈塔生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)和燈塔固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)的巡監(jiān)與報(bào)警功能?？刂茊卧匾墓δ苁墙柚鸁羲潭o(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)平臺(tái)對(duì)堆場(chǎng)燈塔生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)的照明開(kāi)關(guān)實(shí)施控制?？刂剖侄畏譃樽钥?、手控；單控、群控；時(shí)控、域控以及它們的邏輯組合控制。管理單元包含對(duì)計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)、堆場(chǎng)燈塔生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)的增、刪、查、改和對(duì)每個(gè)燈具的增、刪、查、改等基本管理功能。管理單元還包括對(duì)生產(chǎn)照明計(jì)劃、生產(chǎn)照明日志、燈具壽命記錄和作業(yè)值班人員的管理功能。
權(quán)利要求
1.一種集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制的管理方法，其特征是由一組安裝在輪胎吊上的計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)組成的輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)(2)，一組安裝在堆場(chǎng)燈塔上的生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)組成的固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)，一臺(tái)生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)和有關(guān)邏輯處理軟件(6)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站(1)，其特征是其UBS接口連接GPS接收器，記錄輪胎吊的實(shí)時(shí)作業(yè)位置，并將輪胎吊的設(shè)備識(shí)別、作業(yè)狀態(tài)和作業(yè)位置信息，通過(guò)輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)(2)傳送給堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)照明監(jiān)控器(3)，其特征是對(duì)燈塔每個(gè)燈具的設(shè)備識(shí)別、作業(yè)狀態(tài)、電壓和電流狀態(tài)等信息進(jìn)行采集，通過(guò)固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)傳送給生產(chǎn)照明控制服務(wù)器(5)，并通過(guò)固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(4)獲得服務(wù)器發(fā)出的指令，控制燈塔每個(gè)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的邏輯處理軟件(6)，其特征是具有堆場(chǎng)識(shí)別與燈塔識(shí)別適配管理功能，具有燈塔燈具照明開(kāi)關(guān)的單控、組控作業(yè)管理功能，具有燈塔燈具的巡檢、報(bào)警、壽命、日志常規(guī)管理功能。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集裝箱堆場(chǎng)生產(chǎn)照明控制的管理方法，涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。其特征是由一臺(tái)生產(chǎn)照明控制服務(wù)器，兩組無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和有關(guān)邏輯軟件構(gòu)成。一組是具有GPS信號(hào)處理功能的計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端站組成的輪胎吊移動(dòng)無(wú)線追蹤網(wǎng)絡(luò)將每臺(tái)輪胎吊的作業(yè)狀態(tài)和作業(yè)位置信息傳送給生產(chǎn)照明控制服務(wù)器；另一組是具有數(shù)據(jù)采集、邏輯控制和無(wú)線通訊功能的燈塔照明監(jiān)控器組成的固定無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)燈塔的每個(gè)燈具的狀態(tài)信息傳送給生產(chǎn)照明控制服務(wù)器；服務(wù)器運(yùn)行相關(guān)軟件對(duì)接收到的信息進(jìn)行邏輯處理并獲得數(shù)據(jù)結(jié)果；然后將數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)譯成控制指令傳送到每個(gè)燈塔照明控制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)集裝箱堆場(chǎng)的生產(chǎn)照明控制系統(tǒng)的追蹤式管理。
文檔編號(hào)G05B19/418GK1925708SQ20061001557
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月4日
發(fā)明者仲偉佇 申請(qǐng)人:仲偉佇