一种用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机的制作方法

本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及一种用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机。

背景技术：

甲板吊机属于其中设备，广泛用于各种海洋船舶的货物搬运，作为岸边与船体之间、船与船之间、船体内的货物或者人员转运的主要工具，一直都是各种船舶的重要设备之一。现有在役甲板吊机多采用在吊机本体机架上配置驾驶室，由专业操作人员对吊机控制操作进行方案设计。这种方案的主要不足表现在以下几点：

1、设置在吊机本体上的驾驶室体积较大，占用吊机本体的较大空间，不利于电机主体的灵活设置；

2、驾驶室设计较复杂，成本较高，设置在吊机上后要考虑防火、防爆、有毒、可燃气体检测、应急逃生、广播、电话系统、空调系统、及人机工程学等诸多需求，安装难度大，成本高；

3、驾驶室距甲板高度一般大于15米，吊机的操作属高空作业；设置在吊机上的驾驶室的视野存在盲区，存在安全隐患；

4、由于船舶长期在海上航行，吊机出现故障时难以及时联系供货方，吊机疑难故障问题难以及时得到解决，极大影响吊机的正常工作。因此，现有船舶甲板吊机还有待进一步发展。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机，使吊机操作更安全、便捷、高效，以解决传统甲板吊机使用不便、存在安全隐患的问题。

本实用新型提供了以下技术方案：

一种用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机，其包括吊机本体、本地控制柜、远程操作台和无线遥控终端，其中，

吊机本体，固定在主甲板上；

本地控制柜，设置在吊机本体上，包括PLC控制器和无线通信单元，所述本地控制柜通过控制电缆与吊机本体进行控制连接，通过无线通信单元与无线遥控终端进行通信连接；

远程操作台，远离吊机本体设置，通过现场总线网络与本地控制柜进行通信连接；

无线遥控终端，通过与本地控制柜进行无线通信实现对吊机的工作状态的控制。

所述现场总线网络采用PROFIBUS协议。

所述吊机本体包括升降单元、旋转单元和变幅单元，本地控制柜通过控制电缆与升降单元、旋转单元和变幅单元的控制电磁阀连接。

所述远程操作台包括工控机、配合工控机实现远程控制的人机接口设备，以及实现工控机接入通信网络的网络接口设备，其中，人机接口设备为操作手柄。

所述智能化遥控船舶甲板吊机还包括视频监控系统，所述视频监控系统包括设置在吊机本体上的多个监控摄像头和设置在远程操作台的视频监控单元，所述监控摄像头与视频监控单元进行通信连接。

远程操作台通过船舶卫星通信网络与云端服务器连接，所述远程操作台通过船舶以太网连接构建船舶卫星通信网络的船舶卫星通信系统，云端服务器通过互联网连接船舶卫星通信系统。

所述本地控制柜还包括吊机状态信息反馈单元，吊机状态信息反馈单元通过现场总线网络将吊机运行信息反馈给远程操作台，并通过船舶卫星通信网络上传至云端服务器，还通过无线通信单元将吊机运行信息反馈给无线遥控终端。

所述吊机状态信息反馈单元与设置在吊机本体上的多个用于检测吊机本体是否到位的到位传感器连接。

本实用新型实施例提供的用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机具有以下有益效果：

1、吊机本体上未设置驾驶室，对吊机的控制通过本地远程操作或就地无线遥控方式来实现，改变了现有吊机多采用驾驶员在吊机本体驾驶室进行控制(高空作业)的操作方式，使吊机操作更安全、便捷、高效。

2、视频监控系统为吊机操作人员工作时对吊机周边作业环境是否安全提供判断依据，从而实现了远离吊机本体的远程操作台对吊机的远程控制，克服了目前因吊机本体配置驾驶室带来的诸多缺点。

3、船舶卫星通信网络的设置实现远程操作台与云端服务器的通信连接，而吊机状态信息反馈单元通过现场总线网络将吊机运行信息和故障信息反馈给远程操作台，并通过船舶卫星通信网络上传至云端服务器，便于用户及供货商通过登录云端服务器接收远程操作台发出的吊机运行信息和故障信息后，及时向操作人员作出维修指导。上述设置使处于远海航行船舶上的吊机具备了远程技术支持和实时诊断功能，提高了吊机运行、维护及管理水平。

附图说明

图1为本实用新型实施例中用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机的原理示意图；

其中：1、船舶卫星通讯系统；2、船舶以太网；3、远程操作台；4、现场总线网络；5、本地控制柜；6、控制电缆；7、吊机本体；8、无线通信单元；9、无线遥控终端；10、互联网；11、云端服务器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-2所示的一种用于海洋工程的智能化遥控船舶甲板吊机，其包括吊机本体7、本地控制柜5、远程操作台3和无线遥控终端9。

其中，吊机本体7固定在主甲板上，所述吊机本体7包括升降单元、旋转单元、变幅单元；本地控制柜5通过控制电缆6与升降单元、旋转单元和变幅单元的控制电磁阀连接，从而实现对吊机的旋转、变幅、及主辅钩的升降等功能的控制。

本地控制柜5设置在吊机本体7上，其包括PLC控制器和无线通信单元8，所述本地控制柜5通过控制电缆6与吊机本体7进行控制连接。本地控制柜5通过无线通信单元8与无线遥控终端9进行通信连接，还通过现场总线网络4与远程操作台3进行通信连接。

远程操作台3远离吊机本体7设置，本实施例中，远程操作台3设置在船舶控制室，其他实施例中，可设置在便于观察吊机运行状态的其他位置。远程操作台3远离吊机本体7的位置设置省去了吊机驾驶室的设置，不仅简化吊机本体的结构，提高了吊机工作的灵活性，并且避免了工作人员的高空作业，提高了吊机操作的安全性，降低了防火、防爆、应急逃生等相关设置的安装难度。

远程操作台3通过现场总线网络4与本地控制柜5进行通信连接。优选地，所述现场总线网络4采用PROFIBUS协议。上述连接方式实现远程操作台3通过本地控制柜5对吊机本体7的实时远程控制，数据传输速度快且可靠。

远程操作台3包括工控机、配合工控机实现远程控制的人机接口设备，以及实现工控机接入通信网络的网络接口设备，其中，人机接口设备为操作手柄。操作人员通过操作手柄向远程操作台3输入操作指令，所述操作指令通过现场总线网络4被传输到本地控制柜5，实现对甲板吊机的控制。所述现场总线网络4或者船舶以太网2分别通过网络接口设置与远程操作台3进行连接。

所述智能化遥控船舶甲板吊机还包括视频监控系统，所述视频监控系统包括设置在吊机本体7上的多个监控摄像头和设置在远程操作台3的视频监控单元，所述监控摄像头与视频监控单元进行通信连接，视频监测单元将监控摄像头监测的视频信息进行图像显示，便于操作人员观测。所述视频监控系统接收监控摄像头传输的吊机工作环境视频信息并使其在远程操作台3进行显示，这些视频信息作为吊机操作人员工作时对吊机周边作业环境是否安全的判断依据，从而实现了远离吊机本体的远程操作台对吊机的远程控制，克服了目前因吊机本体配置驾驶室带来的诸多缺点。

进一步地，所述远程操作台3通过船舶卫星通信网络与云端服务器11连接，所述远程操作台3通过船舶以太网2连接构建船舶卫星通信网络的船舶卫星通信系统1，云端服务器11通过互联网10连接船舶卫星通信系统1。

所述本地控制柜5还包括吊机状态信息反馈单元，吊机状态信息反馈单元通过现场总线网络4将吊机运行信息反馈给远程操作台3，并通过船舶卫星通信网络上传至云端服务器11，还通过无线通信单元8将吊机运行信息反馈给无线遥控终端9。上述吊机状态信息反馈单元的设置，便于用户及供货商通过登录云端服务器11对吊机的运行信息和故障信息进行实时监控，便于吊机故障问题的及时解决，使处于随船舶远海航行的吊机具备了远程技术支持和实时诊断功能，提高了吊机运行、维护及管理水平。

此外，所述吊机本体7上还设置了多个用于检测吊机本体是否到位的到位传感器，所述到位传感器与吊机状态信息反馈单元进行连接，便于吊机状态信息反馈单元对吊机本体运动位移的精准监测。所述到位传感器为接近式或者接触式位置传感器，如行程开关、电磁式位置传感器、光电式位置传感器。

为了便于操作人员在吊机作业现场附近对吊机进行控制，所述智能化遥控甲板吊机包括无线遥控终端9，无线遥控终端9通过与本地控制柜5进行无线通信实现对吊机的工作状态的控制。上述设置提高了现场控制吊机的灵活性和精准性，避免了操作人员在传统吊机操作室内操作时存在视野盲区的问题。

所述甲板吊机的智能化远程操作过程为：吊机运行时，操作人员通过远程操作台3的人机接口设备发出控制命令，控制指令经现场总线网络4送至本地控制柜5，本地控制柜5内的PLC控制器接到控制命令后依据控制程序进行运算、判断后输出命令信息，所述命令信息经控制电缆6传输至吊机7的升降单元、旋转单元和变幅单元的相应控制电磁阀，通过控制电磁阀调控吊机升降单元、旋转单元和变幅单元的液压泵、马达等执行元件的工作，从而实现对吊机的旋转、变幅、及主辅钩的升降等功能的远程控制。

所述甲板吊机的无线遥控操作过程为：操作人员携带无线遥控终端9站在吊机作业现场附近，通过无线遥控终端9的信号发射单元发出控制命令，本地控制柜5上的无线通信单元8接到控制命令并解码后将控制命令传送至本地控制柜5内的PLC控制器，PLC控制器依据控制程序运算、判断后，输出控制信号给相应的甲板吊机的控制电磁阀，从而实现对吊机7的控制。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及本实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。