[发明专利]自动化桥吊远程操作模拟器

说明书

本发明公开一种自动化桥吊远程操作模拟器，包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括：远程操作台、讲师台和服务器机柜；软件系统包括：模拟器软件、岸桥管理系统、自动化控制系统、桥吊单机电控PLC、设备监控系统和视频管理系统。该自动化桥吊远程操作模拟器极大地提高了司机在真实自动化桥吊上的作业效率，进而有助于提高码头整体业务水平。

技术领域

本发明涉及桥吊远程控制技术，更具体地指一种自动化桥吊远程操作模拟器。

背景技术

近年来，全球自动化码头建设需求如雨后春笋般涌现，与传统桥吊不同的是，自动化桥吊的操作方式已从本地转为远程，一些码头甚至彻底取消了本地司机室。由此可见，基于本地司机室所设计的传统桥吊模拟器已无法满足自动化桥吊操作员的培训需求，研发适用于自动化岸桥的远程操作模拟器势在必行。

为了让操作员获得逼真的操作体验，自动化桥吊远程操作模拟器不仅在硬件上采用和真机设计完全相同的远程操作台，在软件上也将使用和真机完全相同的自动化软件架构和人机界面。因此，通过系统性地培训练习，操作员不仅可以熟悉远程操作的基本技能，更能熟练掌握一整套自动化作业流程和异常处理流程，从而高效提升受训操作员的综合能力，也使得培训变得更有意义和价值。

除了具备传统岸桥模拟器的所有功能外，自动化桥吊远程操作模拟器还需要模拟所有自动化作业所必需的一系列辅助系统，如电子防摇、电子防扭、半自动、集卡引导、船型扫描、吊具检测、目标检测系统等等。

此外，与实际生产环境所不同，模拟器虚拟作业场景中只有虚拟的停泊船只、集装箱、岸桥与跨运车，因此如何将虚拟的场景信息与码头真实的一整套生产系统和控制系统相结合，成为了自动化桥吊远程操作模拟器技术方案中的核心问题和难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化桥吊远程操作模拟器，以自动化桥吊底层PLC程序、单机自动化控制系统、岸桥管理系统、设备监控系统、视屏管理系统为基础，结合模拟的作业环境和作业设备，充分考虑培训的实用性和高效性。该自动化桥吊远程操作模拟器极大地提高了司机在真实自动化桥吊上的作业效率，进而有助于提高码头整体业务水平。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动化桥吊远程操作模拟器，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括：远程操作台、讲师台和服务器机柜；所述软件系统包括：模拟器软件、岸桥管理系统、自动化控制系统、桥吊单机电控PLC、设备监控系统和视频管理系统，其中：

所述远程操作台包括多个显示器、多个电脑工作站、多个I/O模块、PLC控制器、触摸屏、多个操作手柄、紧停按钮、ACCS一体机、Profinet交换机；

讲师台包括多个显示器；

服务器机柜包括多个以太网交换机、多个图像处理服务器、数据库和OPC共用服务器、模拟器工作站、多个视屏编码器以及KVM切换器；

所述模拟器软件模拟由桥吊、船只、集装箱、跨运车、码头地面组成的虚拟培训场景；将虚拟培训场景中的所有设备信息下发给所述桥吊单机电控PLC；根据虚拟模拟场景中的船图信息模拟TOS生成虚拟TOS作业任务并下发给岸桥管理系统；模拟所有桥吊上的虚拟摄像机视频信号并经过重新编码后输出给视频管理系统；

所述岸桥管理系统将收到的作业任务分解成自动化作业指令并下发给自动化控制系统；

所述自动化控制系统将收到的自动化作业指令转换为设备动作指令并下发给桥吊单机电控PLC，同时将自动化作业指令的执行状态返回给岸桥管理系统；

所述桥吊单机电控PLC将收到的设备动作指令或者远程操作台的手动控制信号输出给模拟器软件，以控制虚拟桥吊的具体动作，并将执行状态返回给自动化控制系统；将桥吊设备的所有状态信息和故障信息输出给设备监控系统；