本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)及控制方法，特別是一種RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)及控制方法，屬于起重機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，集裝箱碼頭作業(yè)模式還都是以人工手動(dòng)操作方式為主對(duì)集裝箱進(jìn)行裝卸。RTG作為一種常用的起重設(shè)備，需要操作人員進(jìn)入駕駛室進(jìn)行操作，操作人員需要忍受高溫或者低溫等惡劣的工作環(huán)境。另外，起重機(jī)事故也時(shí)有發(fā)生。隨著港口船舶大型化，集裝箱吞吐量日益增長(zhǎng)，一名操作人員只能控制一臺(tái)RTG的運(yùn)行，使得用工成本不斷增加，工作效率比較低。因此亟需更新?lián)Q代的設(shè)備技術(shù)出現(xiàn)，優(yōu)化碼頭作業(yè)條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)及控制方法。本發(fā)明將原有的RTG控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)程操作控制模式，一名操作人員可以操作多臺(tái)RTG，實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)半自動(dòng)化操作，有效降低運(yùn)營(yíng)成本、減少勞動(dòng)程度、提高操作安全性和工作效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

該種RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)包括控制中心、遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)和本地操作系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)和本地操作系統(tǒng)均與控制中心相連。該系統(tǒng)增設(shè)了控制中心和遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，無需在RTG上配備操作人員，實(shí)現(xiàn)了通過遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)完成集裝箱裝卸工作。所述遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)包括顯示裝置、遠(yuǎn)程PLC、若干組操作手柄和若干組操作按鈕，所述顯示裝置、操作手柄和操作按鈕均與遠(yuǎn)程PLC相連。所述每組操作手柄包括：大車起升控制柄、小車俯仰控制柄、吊具傾轉(zhuǎn)控制柄、吊具旋轉(zhuǎn)控制柄及吊具開閉鎖控制柄。所述每組操作按鈕包括：控制合按鈕、控制斷按鈕、緊停按鈕、操控不同RTG的選擇按鈕。所述每組操作手柄和操作按鈕對(duì)應(yīng)控制一臺(tái)RTG。在實(shí)際操作過程中，一名操作人員通過控制中心的系統(tǒng)自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)控制多臺(tái)RTG的功能，達(dá)到一人多機(jī)的操作模式，進(jìn)一步節(jié)約人力成本。所述本地操作系統(tǒng)包括本地PLC、視覺感知系統(tǒng)和RTG，所述視覺感知系統(tǒng)和RTG均與本地PLC相連。所述視覺感知系統(tǒng)包括若干個(gè)掃描儀、若干個(gè)測(cè)距儀、若干個(gè)箱號(hào)攝像頭和若干個(gè)吊具攝像頭。視覺感知系統(tǒng)將采集到的視頻信息經(jīng)本地PLC傳輸給控制中心，控制中心將其展現(xiàn)在顯示裝置上。

前述的RTG包括大車、小車、吊具和起升機(jī)構(gòu)，所述起升機(jī)構(gòu)設(shè)于大車頂部，所述起升機(jī)構(gòu)連接有吊具，所述吊具下設(shè)有小車。

為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，前述的控制中心經(jīng)交換裝置與本地PLC信號(hào)連接，所述交換裝置對(duì)其接收的信號(hào)有放大處理功能，增長(zhǎng)了通信距離，能夠增強(qiáng)傳輸信號(hào)的強(qiáng)度。所述本地PLC通過控制RTG實(shí)現(xiàn)RTG的大車運(yùn)行、小車運(yùn)行、起升機(jī)構(gòu)的升降以及吊具的傾斜、旋轉(zhuǎn)和開閉鎖。所述控制中心發(fā)送指令給本地PLC，所述本地PLC依次控制大車移動(dòng)到位，當(dāng)大車運(yùn)行到位后，控制小車運(yùn)行到位，再開啟起升機(jī)構(gòu)的升降，最后，控制吊具傾斜、旋轉(zhuǎn)和開閉鎖，完成集裝箱的裝卸。

由于遠(yuǎn)距離傳輸存在信號(hào)衰減的問題，前述的控制中心與本地PLC之間每150米設(shè)置一套交換裝置。

前述的小車的前部和后部均安裝有掃描儀，所述大車的橫梁處安裝有測(cè)距儀，所述大車的兩側(cè)支腿上安裝有箱號(hào)攝像頭，所述吊具上安裝有吊具攝像頭。所述掃描儀、測(cè)距儀、箱號(hào)攝像頭和吊具攝像頭均與本地PLC信號(hào)連接。

一種RTG遠(yuǎn)程操作控制方法采用上述的RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)，包括以下步驟：

F001，系統(tǒng)開機(jī)，操作人員接收作業(yè)指令準(zhǔn)備工作；

F002，操作人員遠(yuǎn)程啟動(dòng)小車的掃描儀將采集到的視頻信息傳輸給本地PLC，本地PLC經(jīng)交換裝置傳輸給控制中心出現(xiàn)在顯示裝置上；

F003，操作人員根據(jù)顯示裝置指示調(diào)整大車與小車的對(duì)正位置，開始裝箱作業(yè)；

F004，控制中心通過獲取箱號(hào)攝像頭采集到的信息，判斷集裝箱箱號(hào)是否正確，若箱號(hào)不正確，則停止操作；若是正確，則進(jìn)行下一步；

F005，吊具運(yùn)行到小車上方距離集裝箱1.5米位置，操作人員通過顯示裝置判斷吊具是否水平并對(duì)正集裝箱；

F006，若吊具對(duì)正集裝箱，則進(jìn)入下一步；否則，操作人員手動(dòng)調(diào)整吊具傾轉(zhuǎn)控制柄和/或吊具旋轉(zhuǎn)控制柄使得吊具水平并對(duì)正集裝箱，繼而執(zhí)行下一步；

F007，操作人員手動(dòng)操作吊具閉鎖控制柄，使得吊具閉鎖，吊具按照指令將集裝箱放置到指定位置；

F008，操作人員手動(dòng)操作吊具開鎖控制柄，使得吊具開鎖收回，裝箱完畢。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：將原有的RTG控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)程操作控制模式，操作人員可以通過一個(gè)操作臺(tái)來遠(yuǎn)程控制多臺(tái)RTG，生產(chǎn)安全性能好，實(shí)現(xiàn)了堆場(chǎng)半自動(dòng)化操作。本發(fā)明還提高了裝卸作業(yè)效率，有效降低運(yùn)營(yíng)成本、減少勞動(dòng)程度、提高操作安全性和工作效率，更加適合港口自動(dòng)化和信息化建設(shè)的需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記的含義：1-控制中心，2-遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，3-本地操作系統(tǒng)，4-顯示裝置，5-遠(yuǎn)程PLC，6-操作手柄，7-操作按鈕，8-本地PLC，9-視覺感知系統(tǒng)，10-RTG，11-掃描儀，12-測(cè)距儀，13-箱號(hào)攝像頭，14-吊具攝像頭，15-大車，16-小車，17-吊具，18-起升機(jī)構(gòu)，19-交換裝置。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例1：如圖1、圖2和圖3所示，該種RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)包括控制中心1、遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2和本地操作系統(tǒng)3，遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2和本地操作系統(tǒng)3均與控制中心1相連。該系統(tǒng)增設(shè)了控制中心1和遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2，無需在RTG 10上配備操作人員，實(shí)現(xiàn)了通過遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2完成集裝箱裝卸工作。遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2包括顯示裝置4、遠(yuǎn)程PLC 5、若干組操作手柄6和若干組操作按鈕7，顯示裝置4、操作手柄6和操作按鈕7均與遠(yuǎn)程PLC 5相連。每組操作手柄6包括：大車15起升控制柄、小車16俯仰控制柄、吊具17傾轉(zhuǎn)控制柄、吊具17旋轉(zhuǎn)控制柄及吊具17開閉鎖控制柄。每組操作按鈕7包括：控制合按鈕、控制斷按鈕、緊停按鈕、操控不同RTG 10的選擇按鈕。每組操作手柄6和操作按鈕7對(duì)應(yīng)控制一臺(tái)RTG 10。在實(shí)際操作過程中，一名操作人員通過控制中心1的系統(tǒng)自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)控制多臺(tái)RTG10的功能，達(dá)到一人多機(jī)的操作模式，進(jìn)一步節(jié)約人力成本。本地操作系統(tǒng)3包括本地PLC 8、視覺感知系統(tǒng)9和RTG 10，視覺感知系統(tǒng)9和RTG 10均與本地PLC 8相連。視覺感知系統(tǒng)9包括掃描儀11、測(cè)距儀12、箱號(hào)攝像頭13和吊具攝像頭14。其中掃描儀11安裝在小車16的前部和后部，測(cè)距儀12安裝在大車15的橫梁處，箱號(hào)攝像頭13安裝在大車15的兩側(cè)支腿上，吊具攝像頭14安裝在吊具17的兩側(cè)。掃描儀11、測(cè)距儀12、箱號(hào)攝像頭13和吊具攝像頭14均與本地PLC 8信號(hào)連接，視覺感知系統(tǒng)9將采集到的視頻信息經(jīng)本地PLC 8傳輸給控制中心1，控制中心1將其展現(xiàn)在顯示裝置4上。

其中RTG 10包括大車15、小車16、吊具17和起升機(jī)構(gòu)18，起升機(jī)構(gòu)18設(shè)于大車15頂部，起升機(jī)構(gòu)18連接有吊具17，吊具17下設(shè)有小車16。該種控制方法實(shí)現(xiàn)了小車16和起升機(jī)構(gòu)18在移動(dòng)過程中自動(dòng)選擇便捷安全的途徑，自動(dòng)對(duì)箱，減少了裝卸過程的人工參與，極大地減少了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于遠(yuǎn)距離傳輸存在信號(hào)衰減的問題，控制中心1與本地PLC 8之間每150米設(shè)置一套交換裝置19。交換裝置19對(duì)其接收的信號(hào)有放大處理功能，增長(zhǎng)了通信距離，能夠增強(qiáng)傳輸信號(hào)的強(qiáng)度。本地PLC 8通過控制RTG 10實(shí)現(xiàn)RTG 10的大車15運(yùn)行、小車16運(yùn)行、起升機(jī)構(gòu)18的升降以及吊具17的傾斜、旋轉(zhuǎn)和開閉鎖?？刂浦行?發(fā)送指令給本地PLC 8，本地PLC 8依次控制大車15移動(dòng)到位，當(dāng)大車15運(yùn)行到位后，控制小車16運(yùn)行到位，再開啟起升機(jī)構(gòu)18的升降，最后，控制吊具17傾斜、旋轉(zhuǎn)和開閉鎖，完成集裝箱的裝卸。

實(shí)施例2：如圖1、圖2和圖3所示，該種RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)包括控制中心1、遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2和本地操作系統(tǒng)3，遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2和本地操作系統(tǒng)3均與控制中心1相連。該系統(tǒng)增設(shè)了控制中心1和遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2，無需在RTG 10上配備操作人員，實(shí)現(xiàn)了通過遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2完成集裝箱裝卸工作。遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2包括顯示裝置4、遠(yuǎn)程PLC 5、三組操作手柄6和三組操作按鈕7，顯示裝置4、操作手柄6和操作按鈕7均與遠(yuǎn)程PLC 5相連。每組操作手柄6包括：大車15起升控制柄、小車16俯仰控制柄、吊具17傾轉(zhuǎn)控制柄、吊具17旋轉(zhuǎn)控制柄及吊具17開閉鎖控制柄。每組操作按鈕7包括：控制合按鈕、控制斷按鈕、緊停按鈕、操控不同RTG 10的選擇按鈕。每組操作手柄6和操作按鈕7對(duì)應(yīng)控制一臺(tái)RTG 10。在實(shí)際操作過程中，一名操作人員通過控制中心1的系統(tǒng)自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)控制三臺(tái)RTG 10的功能，達(dá)到一人多機(jī)的操作模式，進(jìn)一步節(jié)約人力成本。本地操作系統(tǒng)3包括本地PLC 8、視覺感知系統(tǒng)9和RTG 10，視覺感知系統(tǒng)9和RTG 10均與本地PLC 8相連。視覺感知系統(tǒng)9包括兩個(gè)掃描儀11、四個(gè)測(cè)距儀12、四個(gè)箱號(hào)攝像頭13和兩個(gè)吊具攝像頭14。視覺感知系統(tǒng)9將采集到的視頻信息經(jīng)本地PLC 8傳輸給控制中心1，控制中心1將其展現(xiàn)在顯示裝置4上。操作人員通過顯示裝置4看到的監(jiān)視畫面遠(yuǎn)大于從RTG 10的駕駛室看到的局限視線畫面，更有利于準(zhǔn)確操控。

實(shí)施例3：如圖1、圖2和圖3所示，該種RTG遠(yuǎn)程操作控制方法采用上述的RTG遠(yuǎn)程操作控制系統(tǒng)，包括以下步驟：

F001，系統(tǒng)開機(jī)，操作人員接收作業(yè)指令準(zhǔn)備工作；

F002，操作人員遠(yuǎn)程啟動(dòng)小車16的掃描儀11將采集到的視頻信息傳輸給本地PLC 8，本地PLC 8經(jīng)交換裝置19傳輸給控制中心1出現(xiàn)在顯示裝置4上；

F003，操作人員根據(jù)顯示裝置4指示調(diào)整大車15與小車16的對(duì)正位置，開始裝箱作業(yè)；

F004，控制中心1通過獲取箱號(hào)攝像頭13采集到的信息，判斷集裝箱箱號(hào)是否正確，若箱號(hào)不正確，則停止操作；若是正確，則進(jìn)行下一步；

F005，吊具17運(yùn)行到小車16上方距離集裝箱1.5米位置，操作人員通過顯示裝置4判斷吊具17是否水平并對(duì)正集裝箱；

F006，若吊具17對(duì)正集裝箱，則進(jìn)入下一步；否則，操作人員手動(dòng)調(diào)整吊具17傾轉(zhuǎn)控制柄和/或吊具17旋轉(zhuǎn)控制柄使得吊具17水平并對(duì)正集裝箱，繼而執(zhí)行下一步；

F007，操作人員手動(dòng)操作吊具17閉鎖控制柄，使得吊具17閉鎖，吊具17按照指令將集裝箱放置到指定位置；

F008，操作人員手動(dòng)操作吊具17開鎖控制柄，使得吊具17開鎖收回，裝箱完畢。

本發(fā)明的工作過程：RTG 10在現(xiàn)有的遠(yuǎn)程操作控制的作業(yè)方式中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)半自動(dòng)化控制，系統(tǒng)自動(dòng)選取指令，來實(shí)現(xiàn)大車15自動(dòng)移動(dòng)到位，小車16以及吊具17自動(dòng)移動(dòng)到位功能。到位后，操作人員使用控制室內(nèi)的遠(yuǎn)程控制臺(tái)，通過PLC遠(yuǎn)程控制來作業(yè)。遠(yuǎn)程控制方案實(shí)施后，遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)2將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心1，同時(shí)視覺感知系統(tǒng)9將視頻監(jiān)視畫面也傳送到控制中心1，通過顯示裝置4顯示。操作人員通過顯示裝置4看到的監(jiān)視畫面遠(yuǎn)大于從RTG 10的駕駛室看到的局限視線畫面，更有利于準(zhǔn)確操控。操作人員常規(guī)作業(yè)只需看著現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視畫面來完成，不需要爬上RTG 10的駕駛室，而且操作人員可以通過一個(gè)控制臺(tái)來切換控制多個(gè)RTG 10，而不用花時(shí)間去關(guān)注已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的大車15、小車16移動(dòng)過程。