卸船机分舱计量系统

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【摘 要】利用广泛使用的无线通讯技术，探索出一套码头装卸货物的分舱计量系统。该系统集无线通讯、计算机网络及信息处理、自动控制等技术于一体。在对码头生产作业流程充分调研的情况下而设计的计量系统。

该系统适用于码头内部卸船作业管理，卸船机的合理调配以及皮带机流量的有效控制及避免船舶载荷的不平衡，保证了码头卸船作业的高效管理。

【关键词】码头生产作业管理；分舱计量；

1 引言

连云港港34泊位有3台卸船机，它们同时参与卸船。但它们的卸船能力却不同：两边的卸船机是刚建码头时制造的，只有1000吨/小时的卸船能力。中间的一台是由于公司扩大经营规模而增加的，它的卸船能力是1850吨/小时.而开普敦型船舶共有9个舱，大约每个舱里装2万吨矿石。卸船时，通常两边的卸船机卸1、2和8、9号舱，中间的卸3、4、5、6、7号舱。卸船的过程通常由于3#卸船机的大臂长度是45米，抓斗能够移动到海侧40米，船舱的宽度是60米左右能够移动到船舱中间甚至到船的宽度的70%的位置，而1#、2#机的大臂长度只有40米，抓斗只能移动到海侧35米。所以3#机卸船时大多可以直接抓料，只有少部分料需要斗车推到抓斗可以抓到的位置；还能够给清仓机械留有更大的清仓空间，而1#、2#机却只能抓取舱内宽度一半的料，其它较远的料需要斗车配合，才能抓取。所以3#机的卸船效率就比较高。对于18万吨的船舶，1#和2#正好卸8万吨，3#机卸10万吨，基本可以3天同时结束作业。但由于卸船机有时会发生故障等不确定因数，两边的卸船机有时会帮中间的卸船机对3和7号舱进行舱作业，这样才能使得3台卸船机同时结束舱作业。但是由于对舱内货物的余量估计不准，经常会产生“重点舱”（其它舱都舱结束，只剩最后一个舱有货）。两台机作业完毕，而只有一台没作业完。这样会造成以下后果：

1.1 3台卸船机不均衡作业，一台干，两台看；降低工作效率，影响工人的工作积极性。

1.2 耽误船期。大船都是赶潮水进来的，一旦耽误半小时以上，就可能影响一个班次。

1.3 一台机作业时，皮带机的流量将会只有不足1000吨/小时，而皮带机的额定流量是3000吨/小时。就会造成大马拉小车现象而浪费电能。

1.4 影响系统线的机械设备的保养、维修时间和工人的休息时间。

以前，舱内货物的余量只是通过目测和作业时间来估计货物的重量。但是估算的数据不准，经常出现几千吨的误差，使得不能按期完成卸船作业。使得下一船舶不能赶潮水进港。

这就需要对每个船舱的卸料进行计量，以得出每舱的余量，再计算出需要的每个舱卸船时间，使得最后能够同时结束。

2 分舱计量系统的硬件设计

首先，开普敦型船舶共有9个舱，每个舱里装了多少吨货，船方已经提前通知给我方了，我们只要把每个舱卸出来的货和原来装的货比较就知道剩余多少了。3台卸船机上都安装了皮带秤，皮带秤里有累计数据，通过皮带秤我们可以获得每台卸船机的卸船数据。但，卸船机上没有仓位信号。

仓位信号有几个途径可以获得：

2.1 在码头上设定几个仓位限位，只要大车碰到限位，就可以获知在哪个舱。但是，码头面安装限位开关却不容易，因为不能随意破坏码头面，即使安装好了，由于有装载机以及其它机械经常在码头工作，极易损坏它；还有，船舶长度不同，仓位位置无法确定。所以此法不可行。

2.2 在大车上安装编码器。这种方法虽然可行，但是编码器太贵，还需要在PLC上加装解码模块，机上安装、布线也不方便。码头环境差，极易损坏。所以也不好实施。

2.3 在驾驶室安装一个多位开关。在联动台上安装一个转换开关，使其对应各个仓位，到每个仓位时，司机在大车到位时先把开关打到对应的位置，再开始抓料。

其次，有了以上信号，还需要把它们送到中控室的后台计算机。由于码头施工不便，而且码头到中控室太远，费用太多，所以不考虑有线传输。只能通过无线方式，把信号送到中控室。

无线方式也有有多种方式。

一种是通过免费的无线传输模块来实现。即把转换开关接到一个8路无线开关量输入输出控制模块，仓位数据就会通过无线方式发送出来。把皮带秤的累计数据通过一个无线通讯模块发送出来。在中控室再安装相应的无线接收装置来接收数据。这种方式优点是一次投资，永久免费。缺点是通讯链上要无阻挡物。

第二种是，通过移动通讯公司的GPRS网络来实现数据传输。优点是网络覆盖面广，不受障碍物影响。缺点是每月都要收通信费。

经过综合考虑。为了节省通信费，就采用了免费的无线传输。

3 分仓计量的系统概述

对于卸船机来说，他们的作业有一定的规律。一般情况下，最左边1#卸船机卸1#和2#舱，在特殊情况下参与3#舱的清舱作业。中间的3#卸船机主要卸3#、4#、5#、6#、7#舱，右边的2#卸船机主要卸8#、9#舱，有时要参与到7#舱的清舱作业，其它特殊情况可以不考虑。所以在3台卸船机上安装一只8位转换开关，1#、2#机都接3个开关量信号，3#机接5个开关量信号，剩下的做备用通道。这样9个舱的信号都有了。在中控室安装了一块无线接收模块，接收这九个信号，然后经过串口和计算机通信。

皮带秤的累计量信号通过无线局域网来获得。

中控室的PC与无线AP AWK的网口相连，AWK做为AP接入点，现场设备串口各接一个无线串口服务器NPort ，为保证通信的稳定性，在AWK和NPort 端都加装一个大功率全向天线，并确保设备端的全向天线到中控室的全向天线直线可视。

还有软件设计问题，通过中控室操作人员把船名、三大班顺序以及卸船开始、结束时间等这些数据输入电脑后，经过后台处理就形成每个舱都有累计卸货量、三台卸船机对每条船的各自总卸货量、及三班的累计量。这些数据都能够自动统计出来。

4 结速语

分舱计量系统建成投入使用后，在公司码头作业中起到了非常大的作用，有效减少了船舶作业时间，杜绝了“重点舱”的形成。