設(shè)備云監(jiān)控技術(shù)在港口行業(yè)的應(yīng)用實例分析

◎ 李明華，王康興，趙 征，徐子鋒，韓曉燁

（連云港東糧碼頭有限公司，江蘇 連云港 222000）

1 研究背景

隨著港口行業(yè)信息化、數(shù)字化、智能化和自動化的不斷革新建設(shè)，以云計算、大數(shù)據(jù)為代表的各類新技術(shù)，正引領(lǐng)著機電設(shè)備管理工作朝著智慧碼頭的方向邁進。其中，如何提高機電技術(shù)人員的工作效率，成為港口行業(yè)的探索方向之一。在碼頭行業(yè)具體應(yīng)用實例的試驗過程中，只有提高對港口碼頭機電設(shè)備云監(jiān)控平臺技術(shù)的認(rèn)知度，提出更為符合行業(yè)發(fā)展實際的系統(tǒng)優(yōu)化方案，才能不斷提高設(shè)備管理水平。

2 形勢分析及存在問題

連云港東糧碼頭有限公司（以下簡稱東糧公司）是一家散糧裝卸碼頭企業(yè)，其泊位是連云港專業(yè)的散糧接卸碼頭。散糧作業(yè)線具有可裝可卸雙向接卸系統(tǒng)，系統(tǒng)運用計算機進行集成控制，計量精確可靠。自1994年散糧作業(yè)線正式投產(chǎn)以來，為生產(chǎn)作業(yè)屢創(chuàng)佳績奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

當(dāng)前，散糧作業(yè)線主要包括以下組成部分：①中控室。目前在用的有一二期及三期中控室，以三期中控室為主。②碼頭大機。主要包括32、33兩個泊位的2臺裝卸兩用機（1～2#）及5臺門座起重機（1～5#）。③筒倉。設(shè)備最多，包括3條主要的卸船進倉流程線、8條出倉流程線，所包含設(shè)備有皮帶機、刮板機、斗提機，以及3座汽車及火車裝車樓（5條火車發(fā)運線路）。④變電所。根據(jù)1、2、3期筒倉系統(tǒng)設(shè)備分為501#、1#、2#、3#變電所，且包含4個低壓控制室。

隨著多年高負(fù)荷運轉(zhuǎn)以及流程化作業(yè)，對設(shè)備保障工作不斷提出新的挑戰(zhàn)，尤其散糧生產(chǎn)流程牽涉的公用設(shè)備較多，如斗提機、斗秤、集塵器、空壓機、分料器等，要求我們根據(jù)作業(yè)特點及生產(chǎn)安排，在設(shè)備管理中既要統(tǒng)籌兼顧，又要突出重點。

尤其在連云港國際糧食集散中心建設(shè)的背景下，東糧公司面臨供變電所、設(shè)備流程線、消防設(shè)備的井噴式增加，因此，要想在現(xiàn)有的人員和安全要求基礎(chǔ)下，完成更多的設(shè)備保障任務(wù)，就要實現(xiàn)以下幾點：①做一名掌舵人，只要屬于所管轄設(shè)備，都能隨時隨地用最簡單的方法去了解它的一切。②和時間賽跑，故障出現(xiàn)了不可怕，可怕的是不能及時解決、不知道如何解決故障。③傳承是很重要的，在現(xiàn)代化工業(yè)系統(tǒng)中，不存在獨門秘籍式的處理方法。④從成本及質(zhì)量上考慮，就是利用現(xiàn)有的人力及資源，解決經(jīng)常性或突發(fā)性問題，提高生產(chǎn)效率，杜絕無意義的資源消耗。對此，本文提出建立設(shè)備云監(jiān)控系統(tǒng)，以提高技術(shù)人員處理問題的工作效率。

3 對策建議

以云監(jiān)控、大數(shù)據(jù)、MERS系統(tǒng)為代表的創(chuàng)新技術(shù)，正引領(lǐng)著港口碼頭系統(tǒng)朝著信息化、智能化的方向邁進。作為連云港五大中心的重要建設(shè)者之一，東糧公司緊跟創(chuàng)新技術(shù)方向，將設(shè)備綜合監(jiān)控系統(tǒng)向云平臺遷移實現(xiàn)云端化，以期實現(xiàn)云地結(jié)合、虛實互備。

①建立全公司的設(shè)備云監(jiān)控平臺，對變電所、流程線設(shè)備等進行智能化感知、識別、定位與跟蹤。②整個平臺按照云端運行、多類型產(chǎn)品接入、多端點管理的平臺結(jié)構(gòu)搭建，主要檢測變電所高低壓動力柜及控制柜，如電流、電壓、電能、整定值等電力數(shù)據(jù)；碼頭大機、灌包庫內(nèi)行車、筒倉流程線上位機及下位機程序，涉及日立、施耐德、GE、歐姆龍、西門子等多個廠家的PLC模塊；變電所、場區(qū)、道閘口等進出口和關(guān)鍵地點、關(guān)鍵部位的實時監(jiān)控視頻，并集成為一個功能完備的設(shè)備監(jiān)管服務(wù)平臺，從而實現(xiàn)運行設(shè)備全局監(jiān)控、海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、異常事件自動預(yù)警、疑似故障位置快速鎖定，助力技術(shù)人員及巡檢人員應(yīng)急處理、解除流程線中存在的隱患及故障，形成一體化、全閉環(huán)式的設(shè)備安全管理模式[1]，為設(shè)備監(jiān)督管理和應(yīng)急救援提供信息支撐，提高設(shè)備安全監(jiān)督與管理水平，24 小時守護散糧流程線設(shè)備安全。

4 具體實施

現(xiàn)代社會中，手機及電腦已經(jīng)全面普及，因此，尋找一個使用最方便且最穩(wěn)定的通信工具，是本研究首要考慮的。因此，本研究選擇的實現(xiàn)工具及架構(gòu)為teamviewer+Windows遠程桌面連接+Rcms系統(tǒng)。

5 實施情況

5.1 優(yōu)異的圖像質(zhì)量

東糧公司是一家以散糧裝卸為主要業(yè)務(wù)的碼頭公司，90%的場地及設(shè)備所在地為防爆場所，對安全性要求較高。然而，以往模擬監(jiān)控系統(tǒng)無法看清設(shè)備及場所的實時狀況，導(dǎo)致出現(xiàn)問題時，卻因圖像質(zhì)量無法進行有效回溯[2]。因此，本研究選擇的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機采用背照式CMOS，將感光層置于電路層之上，進光量比傳統(tǒng)CMOS提升近100%，1/2.8背照式比傳統(tǒng)1/1.8大靶面CMOS感光性能更好，結(jié)合內(nèi)嵌特殊算法，提升感度和降噪效果，使光影效果達到最高[3]。

5.2 高效的智能分析

本研究提出“人車物分離”的智能功能，在視頻圖像中檢測出運動物體，并區(qū)分物體的類型為人、車或物品，對檢測出的物體識別顏色、打標(biāo)簽、繪矩形，并回傳元數(shù)據(jù)[4]；聯(lián)合算法為中心側(cè)的應(yīng)用平臺做人或設(shè)備的行為分析、動作識別、計數(shù)等應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，大幅提高運營效率。

5.3 良好的環(huán)境適應(yīng)性

本項目涉及場景類型較多，如碼頭大機外景、變電所內(nèi)景、專門的設(shè)備軸承、皮帶機張緊部位等，室內(nèi)外場景繁雜，加之散糧筒倉雖有集塵器的介入，降低了可見粉塵量，但高清攝像頭可以捕捉到更為細(xì)致的粉塵，較之一般的監(jiān)控場景更加復(fù)雜，對視頻監(jiān)控設(shè)備的要求更加苛刻。另外，散逸的粉塵會粘附在攝像頭表面，久而久之會影響監(jiān)控的準(zhǔn)確性。通過選擇帶有自動雨刷及抗靜電的監(jiān)控攝像頭外玻璃，可有效避免這些問題。此外，對于雨雪天氣和粉塵結(jié)合形成的頑固泥漿狀污垢，周期性采用人工清理即可[5]。

5.4 一機控所有

港口碼頭公司涉及的工作區(qū)域太廣，不說碼頭和筒倉之間的空間距離，單單流程線首尾之間的設(shè)備直線距離就達500 m，有時候控制系統(tǒng)分站之間也存在空間距離。為了解決一個點的故障，技術(shù)人員需要逐一篩選碼頭大機、設(shè)備、控制系統(tǒng)涉及的所有點，通常需要在幾個點分別設(shè)置人員進行相關(guān)電氣元件的動作監(jiān)控。

對此，本研究通過云監(jiān)控系統(tǒng)，建立了一個總的工程師站。此工程師站可以通過外網(wǎng)加密連接，更重要的是，工程師通過光纖可以連接所有的流程線控制系統(tǒng)，對于移動式的門機、兩用機等，則通過無線模塊結(jié)合門機的Rcms系統(tǒng)連接至工程師站，即可通過一臺主機跨服連接所有PLC控制系統(tǒng)。

6 成果驗證

通過5G網(wǎng)絡(luò)與高清攝像頭構(gòu)成的云監(jiān)控，24小時不間斷跟蹤長時試驗的機械、熱控穩(wěn)定性，每天分早晚2次記錄當(dāng)前試驗溫度變化、存續(xù)時間，并匯總成表格。此外，考慮到連云港四季溫差較大，技術(shù)人員分別制定了夏季和冬季的監(jiān)控檢測方案。夏季重點為筒倉、設(shè)備軸承測溫；冬季為消防設(shè)備及碼頭大機的防風(fēng)措施及風(fēng)速檢測，從而成功實現(xiàn)了無人值守的情況下，對試驗進行遠程監(jiān)控點檢。換言之，云監(jiān)控的實施，為港口碼頭流程線系統(tǒng)提供了云端監(jiān)控安全保障，可有效提升企業(yè)設(shè)備運營數(shù)字化水平。

7 探索方向：云監(jiān)控的安全問題

設(shè)備云監(jiān)控的安全性與本地部署的安全性不同，隨著公司將應(yīng)用程序、服務(wù)和數(shù)據(jù)移動到新環(huán)境，未來需要嘗試更多不同的實踐。當(dāng)涉及云安全實踐時，很多企業(yè)處于被動模式，主要通過使用能夠提供異?；顒涌梢娦缘墓ぞ邅肀Ｗo云環(huán)境，從而對異?；顒幼鞒鲰憫?yīng)，也就是發(fā)現(xiàn)了問題，才去解決相應(yīng)的漏洞。雖然這些反應(yīng)式工具有一些優(yōu)點，但技術(shù)人員必須優(yōu)先考慮解決措施，以防止災(zāi)難性的情況發(fā)生[6]。

8 結(jié)語

連云港國際糧食集散中心在迅猛發(fā)展的同時，對散糧筒倉及碼頭的安全管理提出了更高的要求，除了要保證運行安全、防爆安全以外，各個場區(qū)、各個設(shè)備乃至消防系統(tǒng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)，也是系統(tǒng)安全運行的重要保障之一。相信未來，隨著不斷加大對安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的投資力度，各種高科技產(chǎn)品和技術(shù)將不斷被應(yīng)用到散糧筒倉的安防監(jiān)控系統(tǒng)中。