CN117302902A - 一种集装箱堆场卸载着箱自动调度*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于物流存储和调度技术领域，具体为一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，包括集装箱识别和追踪***，所述集装箱识别和追踪***使用视觉识别技术，对集装箱进行识别和追踪；自动化集装箱卸载***，所述自动化集装箱卸载***包括PLC控制变频器调速模块、位移检测模块、PC与PLC通讯模块、上位机PC的组态设计模块；智能堆垛机控制***；调度***，所述调度***根据集装箱的属性和堆场的实时情况，自动分配卸载任务给堆垛机；通信***；监控与管理***，用于实时监测堆场的运行状况，其结构合理，在使用的过程中，方便操作人员进行监控，当遇到紧急事件时，可以及时的发出警报，并作出对应的保护操作，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及物流存储和调度技术领域，具体为一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***。
背景技术
在当今低碳经济时代，全新的自动化集装箱装卸模式代表了装载机械的先进发展方向，在港口、码头建立效率高、投资经济的自动化装载***成为世界各国在21世纪的-一个研究热点。上世纪90年代在荷兰鹿特丹港、德国汉堡港相继建成了自动化码头***，实现了集装箱的自动化装卸。
自动化码头的堆场布局一般分为两种方式，一种是水平布局，堆场箱区与码头岸壁平行排列，集装箱在堆场的摆放方向与船舶积载方向相同；一种是垂直布局，堆场箱区与码头岸壁垂直排列，集装箱在堆场的摆放方向与船舶积载方向垂直。
水平布局的优点是采用低速堆场设备，单台设备作业效率高，缺点是无法实现全自动化作业，无法解决内外水平运输设备交叉问题。垂直布局的优点是将内外水平运输设备隔离，实现堆场全封闭自动化作业,缺点是设备配备数量多。两种布局方式共有的缺点是土地利用率低,堆场翻倒率高,单箱作业能耗高。
现有技术中，申请号为CN202111300202.4，申请名称为一种自动化码头集装箱装卸***及装卸方法，所记载的技术方案中，***由桥吊作业区、立体式集装箱堆场和陆侧作业区构成，堆场布设于桥吊作业区的陆侧，由多列集装箱单元构成，且其海侧端位于桥吊的大梁后伸距范围内，每列集装箱单元均为由框架结构形成的N行M列集装箱单元格构成，相邻两列集装箱单元之间布设堆垛机巷道，堆垛机巷道内设置堆垛机，堆垛机负责从各集装箱单元格取箱或向其放箱；在立体式集装箱堆场顶部布设运行梭车的梭车轨道，桥吊可与梭车直接交互取箱或放箱，堆垛机则与梭车交互实现交箱或收箱，外集卡则通过堆垛机与集装箱堆场直接交互实现取箱或放箱，省去了海侧交互区和海侧水平运输设备，降低了堆场土地利用率和集装箱翻倒率。
但是在实际使用的过程中仍然存在着一些不足，比如在实际使用的过程中，不便于操作人员监控，如果出现紧急事件，不能及时报警，并作出对应的保护操作，为此我们对其进行进一步的改进。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，能够实现在使用的过程中，方便操作人员进行监控，当遇到紧急事件时，可以及时的发出警报，并作出对应的保护操作，安全性高。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其包括：
集装箱识别和追踪***，所述集装箱识别和追踪***使用视觉识别技术，对集装箱进行识别和追踪，在堆场中建立集装箱的实时位置数据库；
自动化集装箱卸载***，所述自动化集装箱卸载***包括PLC控制变频器调速模块、位移检测模块、PC与PLC通讯模块、上位机PC的组态设计模块；
智能堆垛机控制***，所述智能堆垛机控制***能够根据指令自动移动并完成集装箱的卸载工作，智能堆垛机具备精确定位、高速移动和安全操作的能力；
调度***，所述调度***根据集装箱的属性和堆场的实时情况，自动分配卸载任务给堆垛机；
通信***，所述通信***建立堆垛机、集装箱识别设备和调度***之间的通信网络，保证数据的及时传输和指令的准确执行；
监控与管理***，用于实时监测堆场的运行状况、收集数据并生成报表，为***优化和故障排除提供支持。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述集装箱识别和追踪***中的视觉识别技术包括如摄像头、激光扫描。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述自动化集装箱装载***，由PC机指定需要搬运的集装箱的起始位置、目标位置，当PLC接收到搬运指令时，则智能自动的搬运集装箱，在搬运过程中，PLC将运行指令和转速给定输入到变频器，采用变频器矢量控制技术调节电动机的转速，从而调节吊车的速度；同时，利用编码电缆位移传感器实时检测吊车的位置信息，根据反馈得到的位置信息给出期望转速，控制电机的正、反转以及起停。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述自动化集装箱装载***中，PLC及时将位置信息上传至PC，以方便操作人员监控，如果出现紧急事件，能够及时报警并作出相应的保护动作。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述自动化集装箱装载***中，控制器PLC安放在低架桥轨道上的平板小车上，PC由操作人员控制，采用无线路由器实现计算机与PLC的以太网通讯；在WebAccess的开发环境下，实现PC与多台PLC的通讯模块无线通讯。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述智能码垛机包括大车框架和大车滑轮，大车滑轮安装于大车框架的端部；驱动装置，负责驱动大车框架在巷道轨道内运行；起升机构，通过起升滑轮安装于大车框架的滑轮轨道内，负责吊具在垂直地面方向上的起升；吊具，可相对起升机构在平行地面方向上移动，负责与集装箱单元格交互拿取或放下集装箱。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述调度***算法应考虑最小化行驶距离、最大程度地降低等待时间，并确保***的稳定性和吞吐量。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述通讯***采用4G传输模块、5G传输模块、ZigBee传输模块、者LoRaTM其中的任意一种或者多种组合。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述监控与管理***中采用全景摄像头进行全场监控。
作为本发明所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***的一种优选方案，其中：所述监控与管理***中具备安全传感器和急停装置，以及人工干预。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置有监控与管理***，采用全景摄像头进行全场监控，具备安全传感器和急停装置，以及人工干预的能力，通过PLC及时将位置信息上传至PC，以方便操作人员监控，如果出现紧急事件，能够及时报警并作出相应的保护动作，能够实现在使用的过程中，方便操作人员进行监控，当遇到紧急事件时，可以及时的发出警报，并作出对应的保护操作，安全性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明自动化集装箱卸载***结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供如下技术方案：一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，在使用的过程中，方便操作人员进行监控，当遇到紧急事件时，可以及时的发出警报，并作出对应的保护操作，安全性高，请参阅图1，包括集装箱识别和追踪***、自动化集装箱卸载***、智能堆垛机控制***、调度***、通信***、监控与管理***；
实施例1
一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其包括：
集装箱识别和追踪***，所述集装箱识别和追踪***使用视觉识别技术，对集装箱进行识别和追踪，在堆场中建立集装箱的实时位置数据库；所述集装箱识别和追踪***中的视觉识别技术包括如摄像头、激光扫描；
自动化集装箱卸载***，所述自动化集装箱卸载***包括PLC控制变频器调速模块、位移检测模块、PC与PLC通讯模块、上位机PC的组态设计模块；所述自动化集装箱装载***，由PC机指定需要搬运的集装箱的起始位置、目标位置，当PLC接收到搬运指令时，则智能自动的搬运集装箱，在搬运过程中，PLC将运行指令和转速给定输入到变频器，采用变频器矢量控制技术调节电动机的转速，从而调节吊车的速度；同时，利用编码电缆位移传感器实时检测吊车的位置信息，根据反馈得到的位置信息给出期望转速，控制电机的正、反转以及起停；所述自动化集装箱装载***中，PLC及时将位置信息上传至PC，以方便操作人员监控，如果出现紧急事件，能够及时报警并作出相应的保护动作；所述自动化集装箱装载***中，控制器PLC安放在低架桥轨道上的平板小车上，PC由操作人员控制，采用无线路由器实现计算机与PLC的以太网通讯；在WebAccess的开发环境下，实现PC与多台PLC的通讯模块无线通讯；
智能堆垛机控制***，所述智能堆垛机控制***能够根据指令自动移动并完成集装箱的卸载工作，智能堆垛机具备精确定位、高速移动和安全操作的能力；所述智能码垛机包括大车框架和大车滑轮，大车滑轮安装于大车框架的端部；驱动装置，负责驱动大车框架在巷道轨道内运行；起升机构，通过起升滑轮安装于大车框架的滑轮轨道内，负责吊具在垂直地面方向上的起升；吊具，可相对起升机构在平行地面方向上移动，负责与集装箱单元格交互拿取或放下集装箱；
调度***，所述调度***根据集装箱的属性和堆场的实时情况，自动分配卸载任务给堆垛机；所述调度***算法应考虑最小化行驶距离、最大程度地降低等待时间，并确保***的稳定性和吞吐量；
通信***，所述通信***建立堆垛机、集装箱识别设备和调度***之间的通信网络，保证数据的及时传输和指令的准确执行；所述通讯***采用4G传输模块、5G传输模块、ZigBee传输模块、者LoRaTM其中的任意一种或者多种组合；
监控与管理***，用于实时监测堆场的运行状况、收集数据并生成报表，为***优化和故障排除提供支持，所述监控与管理***中采用全景摄像头进行全场监控，所述监控与管理***中具备安全传感器和急停装置，以及人工干预。
工作原理：在本发明使用的过程中，通过设置有监控与管理***，采用全景摄像头进行全场监控，具备安全传感器和急停装置，以及人工干预的能力，通过PLC及时将位置信息上传至PC，以方便操作人员监控，如果出现紧急事件，能够及时报警并作出相应的保护动作，能够实现在使用的过程中，方便操作人员进行监控，当遇到紧急事件时，可以及时的发出警报，并作出对应的保护操作，安全性高。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：包括：
集装箱识别和追踪***，所述集装箱识别和追踪***使用视觉识别技术，对集装箱进行识别和追踪，在堆场中建立集装箱的实时位置数据库；
自动化集装箱卸载***，所述自动化集装箱卸载***包括PLC控制变频器调速模块、位移检测模块、PC与PLC通讯模块、上位机PC的组态设计模块；
智能堆垛机控制***，所述智能堆垛机控制***能够根据指令自动移动并完成集装箱的卸载工作，智能堆垛机具备精确定位、高速移动和安全操作的能力；
调度***，所述调度***根据集装箱的属性和堆场的实时情况，自动分配卸载任务给堆垛机；
通信***，所述通信***建立堆垛机、集装箱识别设备和调度***之间的通信网络，保证数据的及时传输和指令的准确执行；
监控与管理***，用于实时监测堆场的运行状况、收集数据并生成报表，为***优化和故障排除提供支持。
2.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述集装箱识别和追踪***中的视觉识别技术包括如摄像头、激光扫描。
3.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述自动化集装箱装载***，由PC机指定需要搬运的集装箱的起始位置、目标位置，当PLC接收到搬运指令时，则智能自动的搬运集装箱，在搬运过程中，PLC将运行指令和转速给定输入到变频器，采用变频器矢量控制技术调节电动机的转速，从而调节吊车的速度；同时，利用编码电缆位移传感器实时检测吊车的位置信息，根据反馈得到的位置信息给出期望转速，控制电机的正、反转以及起停。
4.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述自动化集装箱装载***中，PLC及时将位置信息上传至PC，以方便操作人员监控，如果出现紧急事件，能够及时报警并作出相应的保护动作。
5.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述自动化集装箱装载***中，控制器PLC安放在低架桥轨道上的平板小车上，PC由操作人员控制，采用无线路由器实现计算机与PLC的以太网通讯；在WebAccess的开发环境下，实现PC与多台PLC的通讯模块无线通讯。
6.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述智能码垛机包括大车框架和大车滑轮，大车滑轮安装于大车框架的端部；驱动装置，负责驱动大车框架在巷道轨道内运行；起升机构，通过起升滑轮安装于大车框架的滑轮轨道内，负责吊具在垂直地面方向上的起升；吊具，可相对起升机构在平行地面方向上移动，负责与集装箱单元格交互拿取或放下集装箱。
7.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述调度***算法应考虑最小化行驶距离、最大程度地降低等待时间，并确保***的稳定性和吞吐量。
8.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述通讯***采用4G传输模块、5G传输模块、ZigBee传输模块、者LoRaTM其中的任意一种或者多种组合。
9.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述监控与管理***中采用全景摄像头进行全场监控。
10.根据权利要求1所述的一种集装箱堆场卸载着箱自动调度***，其特征在于：所述监控与管理***中具备安全传感器和急停装置，以及人工干预。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117787730A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种基于货物集装箱堆场信息的安全韧性度量分析*** |
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2023
- 2023-10-20 CN CN202311364356.9A patent/CN117302902A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117787730A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种基于货物集装箱堆场信息的安全韧性度量分析*** |
| CN117787730B (zh) * | 2024-02-28 | 2024-04-19 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种基于货物集装箱堆场信息的安全韧性度量分析*** |
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