5.2.3 Автоматические системы управления контейнерными пунктами (терминалами)

Под руководством ВНИИЖТа разработаны исходные эксплуатационные требования к автоматизации управления контейнерной транспортной системой (АСУ КТС), что способствует созданию автоматизированных комплексов современных технических средств и высокоэффективных процессов перевозки и перегрузки контейнеров.

₂₆₀

На рис. 5.43 показана схема автоматизированного контейнерного пункта (терминала).

Выпускаемые в настоящее время контейнерные краны имеют ручное управление при помощи командоконтроллера. Для эффективного их использования в АСУ требуется сопряжение аппаратуры управления кранами с ЭВМ и автоматизация управления приводов крановых механизмов. Для взаггмодействия с техническими средствами АСУ создаются системы теле- и программного управления кранами, а также специальная аппаратура приема-передачи данных, идентификации положения крана и грузоподъемной техники, а также устройства автоматической застропки-отстропки и поворота контейнера. Технические средства обеспечивают автоматизацию но и оптимальную технологию про

Рис. 5.43. Схема автоматизированного контейнерного пункта: 1,6 — краны для крупнотоннажных контейнеров; 2 — пульт машиниста; 3 — кабина машиниста; 4 — железнодорожный путь; 5 — подкрановые рельсы; 7— вагоны с крупнотоннажными контейнерами; S — центр управления; 9 — дисплеи старших приемосдашчиков; 10 зал ЭВМ; 11 —дисплеи товарных кассиров; 12 — дисплеи диспетчера системы; 13 — дисплей в технической конторе станции; 14— каналы передачи данных; 15 —дисплей автодиспетчера; 16 — краны среднетоннажных контейнеров; 17— кабина крана; 18 — дисплей приемосдатчиков; 19—устройства ввода жетонов: 20 — автомобиль с контейнерами на выходе с контейнерного пункта; 21 — дисплей контрольно-пропускного пункта; 22—автомобиль с контейнерами при выполнении перегрузочных операций

₂₆₁

изводства работ с контейнерами и контроль за их выполнением. Техническое обеспечение реализуется в основном на типовых средствах автоматики, связи и вычислительной техники, управляющей ЭВМ современной модификации. АСУ использует специальную аппаратуру для приема-передачи данных о работе контейнерного пункта, положении кранов и кранового оборудования (устройства автоматического захвата и освобождения контейнеров, аппаратура для визуального считывания маши нистом и передачи голосом приемосдатчику номеров контейнеров), для автоматического считывания номеров контейнеров, определения занятия свободных мест на контейнерной площадке и местоположения контей неров, подлежащих отгрузке, планирования завоза и вывоза контейнеров

автотранспортом и решения других задач организации контейнерного пункта.

Технология контейнерного пункта с АСУ заключается в следую щем. По мере прибытия вагонов с контейнерами информация о них с натурных листов поезда передается из технической конторы в ЭВМ. Перевозочные документы поступают в товарную контору и товар ный кассир, используя накладную, контролирует правильность введенной информации и дополняет ее новыми реквизитами [род и масса груза, наименование (коды) получателя и отправителя, станций от правления и назначения для транзитных контейнеров]. Одновременно по мере накопления на пути сортировочного парка вагоны списывают и указывают последовательность расположения на них контейнеров. Эта информация с дисплея в технической конторе также вводится в ЭВМ. Работа всех операторов ЭВМ ведется в диалоговом режиме. После подачи всех вагонов на контейнерную площадку старший приемосдатчик списывает номера вагонов, указывая их координаты. На основании предварительной информации из технической конторы и планируемого завоза-вывоза грузов вычислительная машина составляет план комплектования, минимизируя суммарные пробеги грузов.

Завоз контейнеров на контейнерный пункт планируют по завизированным накладным и планам погрузки. ЭВМ составляет план работы кранов, готовит для водителя-экспедитора наряд на вывоз и завоз очередных контейнеров, а также план оптимального объезда зон на контейнерных площадках (при работе автомобиля в нескольких зонах).

₂₆₂

При вывозе контейнеров с контейнерного пункта их номера вводятся в ЭВМ с дисплея, установленного на выезде с территории. В памяти ЭВМ постоянно обновляется модель контейнерной площадки, где фиксируются все перемещения контейнеров. АСУ контейнерного пункта позволяет следить за использованием каждого контейнера, вести учет их простоя, получать отчетные данные, составлять более точно оперативные планы на смену, сутки, обеспечивает взаимосвязь контейнерных пунктов в узлах железных дорог, включая речные и морские порты. Более полно вопросы оптимизации работы контейнерных пунктов и управления процессом перевозок грузов в контейнерах изложены в [18].

Наиболее широкое распространение получили системы телеуправления с частотным разделением сигналов. Простейшим видом частотного разделения сигналов является прямое избирание, когда команде соответствует определенная частота. При частотном разделении сигналов для передачи значительного числа команд требуется расширение диапазона рабочих частот, что снижает помехоустойчивость.

В комбинационных способах общее число возможных команд зависит от способа кодирования. Для кодирования чаще всего применяют двоичную систему. С целью формирования и избирания сигналов используют шифраторы и дешифраторы. Последние расшифровывают сигналы для включения исполнительного реле необходимого исполни тельного механизма крана или его оборудования.

При программном управлении кранами командоаппарат с помощью шифратора и программного устройства осуществляет магнитную запись программы для наиболее благоприятного режима работы крана. При автоматическом управлении команды поступают с программного устройства на дешифратор, релейно-контакторный блок и приводы крана. Обратная связь может работать от различных датчиков или специальных блоков для сравнения программы с ее исполнением. Серийно выпускаемые микроЭВМ, обладающие высокой надежностью и малы ми габаритами, на больших интегральных схемах позволяют создавать бортовые системы управления приводами кранов.

Находит применение позиционная система числового программного управления кранами совместно с дискретной измерительной системой, которая на шаг (единицу перемещения) выдает один импульс. Он посту пает в счетчик, суммирующий число импульсов с учетом их знака.

₂₆₃

Дискретный принцип измерения приращений заключается в том, что импульсы прибавляются к определенному числовому значению, записанному в счетчике, или вычитаются из него. Счетчик действительного положения имеет логическое устройство переноса начала координат, что позволяет предварительно записать в нем любое число. Состояние счетчика в начальный момент работы, т. е. после включения всего устройства, приводится к началу координат. Система управления содержит дифференцирующее сравнивающее устройство, точка позиционирования может быть задана в абсолютной форме, т. е. отнесена к первоначальному положению координат. Разница между положением крана в данный момент и заданным положением рассчитывается системой по модулю и знаку, соответственно которым выдается сигнал управления приводом.

На выходе сравнивающего, решающего устройства включается дифференциальное декодирующее устройство, которое выдает в схему управления приводом сигнал торможения и остановки, когда контейнер приближается к заданной позиции. В соответствии с этим сигналом скорость привода снижается.

Позиционную систему числового программного управления строят на унифицированных узлах, а функциональные блоки — на интегральных элементах.

Унифицированная схема программного управления, разработанная ВНИИПТмашем, позволяет корректировать программу при изменяющихся условиях работы крана. При движении крана следящая система выдает в суммирующий блок импульсы. Они характеризуют положение механизмов крана относительно некоторого, условно выбранного нулевого положения. При совпадении числа импульсов, выдаваемых следящей системой по каждому из механизмов крана, с числом импульсов, предусмотренных программой, блок сравнения выдает сигнал в автоматическое управляющее устройство.

Для организации двусторонней оперативной связи на контейнерном пункте между диспетчером, приемосдатчиком, машинистами кранов, водителями автотранспорта и другими исполнителями технологического процесса контейнерного пункта применяется система связи «Строп». Эта система обеспечивает взаимный вызов и ведение переговоров, передачу сообщений и сведений громкоговорящего оповещения.

264

Связь между стационарными объектами и кранами осуществляется в результате электромагнитного взаимодействия приемопередающих антенн мобильных комплексов каналообразующей аппаратуры с индуктивным шлейфом, проложенным на шпалах вдоль подкранового пути и соединенным кабельной линией со стационарным комплектом каналообразующей аппаратуры, которая обеспечивает до пяти дуплексных каналов связи между кранами и стационарными объектами. Длина индуктивного шлейфа соответствует длине контейнер ной площадки и может быть до 600 м при расстоянии между проводами 500 мм. Высота подвески антенн над уровнем прокладки шлейфа 200—300 мм. Рабочий диапазон частот 24—96 кГц. Мощность, передаваемая в линию громкоговорящей связи составляет 100 Вт.

В настоящее время создаются (японская фирма «Hitachi») само обучающиеся системы типа робота управления краном в процессе погрузки-выгрузки контейнеров. На рис. 5.44 показана структурная схема самообучающейся системы управления спредером, где L и M — число ячеек соответственно по ширине и высоте (блок 1); х_р , z_р , z_р —

координаты местонахождения крюка относительно судна (блок 2). Вручную захватывают первый контейнер, при этом координаты его места автоматически запоминаются (блок 3) и переходят на программ ное управление спредером (блок 4). Блок 5 осуществляет перемещение тележки по оси л\ замедление и остановку ее при достижении координаты Хр которая рассчитывается в зависимости от места, где ра нее находился захваченный контейнер. Блок 6 осуществляет опускание спредера, замедление при подходе к запрограммированной текущей координате z_p которую уточняет (блок 10) и регулирует положение спредера (блок 9). Спредер опускается (блок 7) и скорость его замедляется на расстоянии Zj—г от места установки контейнера (блок 8). Одновременно датчик фиксирует момент соприкосновения захвата с контейнером или контейнера с местом установки и механизм останавливается.

Захват и освобождение («отстройка») контейнера спредером осуществляется автоматически без участия машиниста, о чем подается сигнал в кабину крана. В систему можно вводить вручную корректировочные воздействия.