一种针对码头加水接电综合服务的工控平台的制作方法

1.本发明属于码头船舶物联网服务领域，特别涉及一种针对码头加水接电综合服务的工控平台。


背景技术：

2.目前的服务码头在提供船只加水、接电还保持原始的人工操作，尽管可以计量和采集，可是并未实现一体化技术加水、接电智能服务系统，这样在船只集中服务时造成码头拥塞、杂乱、无序的状态；同时缺乏智能的服务，就需要提供大量人工进行操作，增加生产成本同时工作效率也相比智能服务系统低。
3.尤其在国内重要的码头，其中，为船只加水现状：手动连接船岸加水管线，人工控制水阀开关，加水过程船岸双方现场监控；计量方式：加水过程机械流量计测量数据，人工读表获取读数，手抄记录，填写报表；问题所在：人力操作多、环节多、数据管理人工化。例如，操作环节包括对接管线、开关阀门、读取表数、现场记录、填报表、填交接单共6个环节。存在耗时长、管理层数据获取不及时的问题，距离实时动态管理要求有差距。岸电现状：靠泊船舶采取自耗油发电，不采用岸电。自耗油发电的问题：产生噪音污染、排放污染。燃油发电率低于国家电网，发电成本高于岸电。
4.如何提供一种针对码头加水接电综合服务的智能工控系统是本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，该平台实现多点位向船只供水、快速接岸电的服务；同时实现了远程控制对船只的供水、接电，提高生产效率，保证码头井然有序的工作调度。
6.本发明为了解决现有技术问题，本发明采用如下技术方案:
7.一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，所述平台包括供电供水控制柜、前沿岸电接电箱、前沿自动化加水机构、远程服务器和加水接电监控系统；所述加水接电监控系统包括供水模块、岸电模块、供水监控模块、供电监控模块数据交换机、可编程冗余机构、综合监控模块和远程服务模块，其中：
8.所述供水模块的输入端分别与所述供电供水控制柜、前沿自动化加水机构连接，其输出端与所述数据交换机连接；
9.所述岸电模块输入端与所述前沿岸电接电箱连接，其输出端与所述数据交换机连接；
10.所述远程服务器输入端与所述数据交换机连接；
11.所述综合监控模块通过可编程冗余机构接收所述数据交换机的信息并向供水监控模块、供电监控模块发出相应的程序指令控制对码头船只供电供水的服务；
12.所述综合监控模块通过可编程冗余机构接收所述数据交换机的信息并向远程服
务器发出相应的程序指令实现对港区控制中心的交互。
13.进一步，所述供水模块包括12泊位供水计量单元、13泊位供水计量单元和14泊位供水计量单元；所述岸电模块包括9泊位供电控制单元。
14.进一步，所述供水监控模块12泊为供水监控单元、13泊位供水监控单元和14泊位供水监控单元；每个所述供水监控单元均包括读卡器、流量计、电磁阀、断路器、接触器、互感器、冗余直流电源和远程调控部件，所述远程调控部件通过接收读卡器和接触器数据控制对码头船只供水的流量。
15.所述供电监控模块为9泊位供电监控单元；所述供电监控单元包括读卡器、电表、接触器、断路其、急停按钮和远程调控部件，所述远程调控部件通过接收读卡器和接触器数据控制对码头船只供电的流量。
16.进一步，所述前沿自动化加水机构由电磁流量计、电磁阀和防水部件构成；所述防水部件为2.5mm厚度，316l材质防护箱，所述防护水箱设置活动盖板，防护箱与管线连接处采取液体密封胶或者与管路焊接；所述盖板处采取密封条、自锁、反水槽设计；其中：所述电磁阀、流量计线缆与水箱连接处采用铝塑管及对应的防水螺母。
17.进一步，所述可编程冗余机构由主plc控制器和副plc控制器构成；所述主plc控制器通过profinet环网与所述副plc控制器连接；所述主plc与副plc同步传送数据；当主plc发生故障，则副plc将作为主plc继续进行过程控制；其中：所述profinet环网包含有介质冗余mrp。进一步，所述前沿岸电接电箱设有岸电插座；所述前沿岸电接电箱防护等级为ip65，所述岸电插座防护等级为ip66。
18.所述供水模块通过供电供水控制柜向每个泊位提供400v/50hz，容量为250kva供电。
19.所述综合监控模块包括制卡器、供电供水运行模块、计量模块、故障报警模块、报表模式远程控制模块、本地控制模块和打印机；所述综合监控模块通过远程控制模块、本地控制模块切换对船只进行加水、接电综合服务控制；所述远程模式下，对船只停送水命令均由监控模块发出，无需刷卡操作。
20.有益效果
21.1、本发明通过供水模块、岸电模块的远程模式、本地模式的切换，实现对码头船舶供水供电井然有序的操作，解决现有操作费时费力、易出现人为失误导致的意外事件；可提高生产效率，降低企业成本；
22.2、本发明通过可编程冗余机构解决了在系统出现故障导致现有码头设备停机，无法正常向船只提供服务的技术问题。
23.3、本发明通过用可编程控制冗余机构解决了因数据丢失需要系统重启所带来的企业成本增加，避免了因系统重启所带来设备和材料损坏的风险。
24.4、本发明通过触摸屏的操控克服原有设备需要人工复杂繁琐的操作流程，耗时人力。
25.5、本发明通过硬件与软件的结合将复杂的码头工作实行人机智能，符合现代化生产。
附图说明
26.图1是本发明一种针对码头加水接电综合服务的工控平台结构示意图。
27.图2是本发明一种针对码头加水接电综合服务的工控系统的综合监控模块示意图。
28.图3是本发明一种针对码头加水接电综合服务的工控平台电路图。
具体实施方式
29.下面结合附图1-3对本发明的技术方案作进一步说明。
30.本发明提供一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，所述平台包括供电供水控制柜、前沿岸电接电箱、前沿自动化加水机构、远程服务器和加水接电监控系统；所述加水接电监控系统包括供水模块101、岸电模块201、供水监控模块102、供电监控模块202、数据交换机301、可编程冗余机构401、综合监控模块501和远程服务器601，其中：所述综合监控模块501包括制卡器502、供电供水运行单元、计量单元、故障报警单元、报表单元、远程控制单元、本地控制单元和打印机503；所述综合监控模块501通过远程控制单元、本地控制单元切换对入港的船只进行加水、接电综合服务控制；所述远程控制单元下，对船只停送水命令均由综合监控模块发出，无需刷卡操作。所述供电供水控制柜设置于码头配电室旁预留房间内；所述供电供水控制控制柜电源取自配电室现有变频电源，向柜内断路器供电；并通过供电供水柜内接触器输出电缆与码头前沿接线箱连接；所述供电供水控制柜通过电缆与码头前沿岸电接电箱连接，接电箱设置专用岸电插座，连接船侧岸电电缆。
31.所述供水模块101的输入端连接有与所述供电供水控制柜、前沿自动化加水机构连接，其输出端与所述数据交换机301连接；所述供水模块包括12泊位供水计量单元、13泊位供水计量单元和14泊位供水计量单元；所述岸电模块201输入端与所述前沿岸电接电箱连接，其输出端与所述数据交换机301连接；所述供水模块101通过供电供水控制柜向每个泊位提供400v/50hz，容量为250kva供电。
32.所述岸电模块201包括9泊位供电控制单元；所述远程服务器601输入端与所述数据交换机301连接，其输出端与服务机连接；所述岸电模块在码头前沿设置1台岸电接电箱，所述接电箱设有岸电插座；所述接电箱的防护等级为ip65，插座防护等级为ip66，并具有电气双连锁保护功能。
33.所述综合监控模块501通过可编程冗余机构401接收所述数据交换机301的信息并向供水监控模块102、供电监控模块201发出相应的程序指令控制对码头船只供电供水的服务；所述综合监控模块501通过可编程冗余机构401接收所述数据交换机301的信息并向远程服务器601发出相应的程序指令实现对港区控制中心的交互。
34.其中：
35.所述供水监控模块102将接收到综合监控模块501的程序指令转换实现对所述供水模块101中12泊位供水计量单元、13泊位供水计量单元和14泊位供水计量单元进行控制；所述供水监控模块102包括12泊供水监控单元121、13泊位供水监控单元122和14泊位供水监控单元123；每个所述供水监控单元(121；122；123)均包括读卡器、流量计、电磁阀、断路器、接触器、互感器、冗余直流电源和远程调控部件，所述远程调控部件通过接收读卡器和接触器数据控制对码头船只供水的流量。
36.所述供电监控模块202将接收到综合监控模块501的程序指令转换实现对所述岸电模块101中9泊位供电控制单元控制；所述供电监控模块202为9泊位供电监控单元；所述供电监控模块包括读卡器、电表、接触器、断路器、急停按钮和远程调控部件，所述远程调控部件通过接收读卡器和接触器的数据控制对码头船只供电的流量；所述前沿岸电接电箱设有岸电插座；所述前沿岸电接电箱防护等级为ip65，所述岸电插座防护等级为ip66。
37.所述可编程冗余机构401由主plc控制器和副plc控制器构成；所述主plc控制器通过profinet环网与所述副plc控制器连接；所述主plc与副plc同步传送数据；当主plc发生故障，则副plc将作为主plc继续进行过程控制；其中：所述profinet环网包含有介质冗余mrp。本发明主控制器plc与副控制器plc为cpu 1515r-2pn。
38.所述供水模块还包括有防水机构，所述防水机构为2.5mm厚度，316l材质防护箱，所述防护水箱设置活动盖板，防护箱与管线连接处采取液体密封胶或者与管路焊接；所述盖板处采取密封条、自锁、反水槽设计；其中：所述电磁阀、流量计线缆与水箱连接处应铝塑管及对应的防水螺母，便于实现最后阶段的防水工作。
39.本发明在惠州码头应用：供电供水控制柜设置于2#码头配电室旁预留房间内，控制柜电源取自2#配电室现有变频电源，向柜内断路器供电。通过供电供水柜内接触器输出电缆与码头前沿接线箱连接。供电供水控制柜设置1路计量控制系统，即9泊位供电单元；3路供水计量控制系统，即12泊为供水单元、13泊位供水单元和14泊位供水单元；同时用于供电和供水的计量。
40.在码头前沿设置1台岸电接电箱，接电箱设置专用岸电插座、急停按钮，可满足船舶供电，后台监控系统可直观的看到用电压、电流、功率因数、用电总量数据。接电箱按照岸电标准设计，防护等级ip65，插座防护等级为ip66，并具有电气双连锁保护功能。在岸电接电箱、控制柜上均设有急停按钮，用于故障时紧急停电使用。岸电接电箱设置蜂鸣器，控制柜设置声光报警灯，以提示值班人员。在前沿加水点安装电磁阀、电磁流量计等设备用于加水点自动化控控制，后台监控设备可直观的看到用水累积量。岸电系统配置专用计算机监控供电供水系统，设置于2#码头配电室旁预留房间内。如果用户需要，可以实现供电供水控制柜控制器数据共享，并通过岸电计算机将岸电数据远传至港方需要的部门。
41.如图2所示，综合监控模块操控界面：
42.【12#泊位供水】画面包括以下内容：
43.用户登录：点击输入对应身份的用户名和密码后操作系统。
44.用户注销：用于退出当前用户的登录。
45.系统模式：显示当前供水设备的控制模式(远程模式或本地模式)
46.系统状态：显示当前系统的状态
47.供电状态：显示当前供水状态
48.用户信息：使用中时，显示当前用户信息
49.流量计量参数：显示12号泊位累计使用总水量、瞬时流量、瞬时流速、流量百分比、流体电导比
50.船舶选择：选择船舶信息(远程模式下可用)
51.模式选择：选择操作模式(管理管登录状态可用)
52.开始供电：岸电箱开始供水(远程模式下可用)
53.停止供电：岸电箱开始断水(远程模式下可用)
54.智能加水系统一共有两种操作模式(两种模式不可混用)
55.单次加水量设置：单次加水量到设定值会自动断水。
56.应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述平台包括供电供水控制柜、前沿岸电接电箱、前沿自动化加水机构、远程服务器和加水接电监控系统；所述加水接电监控系统包括供水模块、岸电模块、供水监控模块、供电监控模块、数据交换机、可编程冗余机构和综合监控模块；其中：所述供水模块的输入端连接有所述供电供水控制柜、前沿自动化加水机构连接，其输出端与所述数据交换机连接；所述岸电模块输入端与所述前沿岸电接电箱连接，其输出端与所述数据交换机连接；所述远程服务器输入端与所述数据交换机连接，其输出端与服务机连接；所述综合监控模块通过可编程冗余机构接收所述数据交换机的信息并向供水监控模块、供电监控模块发出相应的程序指令控制对码头船只供电供水的服务；所述综合监控模块通过可编程冗余机构接收所述数据交换机的信息并向远程服务发出相应的程序指令实现对港区控制中心的交互。2.根据权利要求1所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述供水模块包括12泊位供水计量单元、13泊位供水计量单元和14泊位供水计量单元；所述岸电模块包括9泊位供电控制单元。3.根据权利要求1所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述供水监控模块包括：12泊供水监控单元、13泊位供水监控单元和14泊位供水监控单元；每个所述供水监控单元均包括读卡器、流量计、电磁阀、断路器、接触器、互感器、冗余直流电源和远程调控部件，所述远程调控部件通过接收读卡器和接触器数据控制对码头船只供水的流量。4.根据权利要求1所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述供电监控模块为9泊位供电监控单元；所述供电监控单元包括读卡器、电表、接触器、断路其、急停按钮和远程调控部件，所述远程调控部件通过接收读卡器和接触器数据控制对码头船只供电的流量。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述前沿自动化加水机构由电磁流量计、电磁阀和防水部件构成；所述防水部件为2.5mm厚度，316l材质防护箱，所述防护水箱设置活动盖板，防护箱与管线连接处采取液体密封胶或者与管路焊接；所述盖板处采取密封条、自锁、反水槽设计；其中：所述电磁阀、流量计线缆与水箱连接处采用铝塑管及对应的防水螺母。6.根据权利要求5所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述可编程冗余机构由主plc控制器和副plc控制器构成；所述主plc控制器通过profinet环网与所述副plc控制器连接；所述主plc与副plc同步传送数据；当主plc发生故障，则副plc将作为主plc继续进行过程控制；其中：所述profinet环网包含有介质冗余mrp。7.根据权利要求6所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述前沿岸电接电箱设有岸电插座；所述前沿岸电接电箱防护等级为ip65，所述岸电插座防护等级为ip66。8.根据权利要求7所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所述供水模块通过供电供水控制柜向每个泊位提供400v/50hz，容量为250kva供电。9.根据权利要求8所述的一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，其特征在于：所
述综合监控模块包括制卡器、供电供水运行模块、计量模块、故障报警模块、报表模块和远程控制模块、本地控制模式和打印机；所述综合监控模块通过远程控制模式、本地控制模式切换对船只进行加水、接电综合服务控制；所述远程模式下，对船只停送水命令均由监控模块发出，无需刷卡操作。

技术总结
本发明一种针对码头加水接电综合服务的工控平台，所述平台包括供电供水控制柜、前沿岸电接电箱、前沿自动化加水机构、远程服务器和加水接电监控系统；所述加水接电监控系统包括供水模块、岸电模块、供水监控模块、供电监控模块、数据交换机、可编程冗余机构和综合监控模块；所述综合监控模块通过可编程冗余机构接收所述数据交换机的信息并向供水监控模块、供电监控模块发出相应的程序指令控制对码头船只供电供水的服务；所述综合监控模块通过可编程冗余机构接收所述数据交换机的信息并向远程服务发出相应的程序指令实现对港区控制中心的交互；该系统实现对船只的供水、接电的远程控制，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。


技术研发人员：田振江 王颖 温晓桦 袁鹏 伍永畅 李小川
受保护的技术使用者：中海油能源物流有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/8/21