多式联运教学仿真实训室平台

一、项目概述：

搭建一套自动化集装箱多式联运码头动态实体仿真模型，展示港口物流整体流程，主要包含船舶动态到离港、码头内部装卸作业、集装箱海铁联运、（内陆集疏

运）等环节，并通过无线通信、传感器、RFID、红外识别、图像识别、PLC控制等技术对系统中所有实体模型进行智能调度与自动化控制。

二、主要场景：

（1） 自动化集装箱码头内部主要场景（泊位、AGV车道、堆场及箱区、（厂区大门））

（2） 多港口及港口之间航道场景（只需展示其中一个港口的码头内部场景、航道只需进行示意，可根据总体场景的布置搭建环形结构的船舶航行通道）

（3） 海铁联运列车装卸场景（列车装卸线、海铁联运集装箱堆存箱区）（设置在码头堆场后方区域）

三、实体模型：

（1）船舶：COSCO

（2）集装箱：20ft、40ft

（3）岸边装卸机械：普通岸桥、双小车岸桥、双吊具岸桥

（4）堆场装卸机械：轨道吊、（轮胎吊）

（5）水平运输机械：AGV、（ALV、无人集卡、AGV伴侣）

（6）铁路班列、轨道

（7）海铁联运堆存箱区装卸机械：轨道吊（实现海铁联运集装箱交接）

（8）（厂区大门闸口）

四、实现功能：

（1）AGV：根据指令，自动执行运输任务。AGV沿所铺设的AGV车道行驶，可设定不同的AGV运行速度。AGV上配置传感器与智能控制系统，运输过程中具备自主避碰、

路径规划等功能。

（2）岸桥：涉及多类型的岸桥，按照不同类型岸桥的实际作业方式与运动结构进行还原。岸桥顶部配置传感器、摄像头等设备，能实现集装箱的精准定位、扫描、识

别与监测，可根据指令，自动执行集装箱装卸任务（包含集装箱翻倒箱操作）。可对岸桥每一个作业环节（例如大车行驶、小车行驶、吊具升降）的运行速度进行设置。

（3）场桥：场桥顶部配置传感器、摄像头等设备，能实现集装箱与堆场箱位的精准定位、扫描、识别与监测，可根据指令，自动执行提箱与存箱任务（包含集装箱翻

倒箱操作）。可对场桥每一个作业环节（例如大车行驶、小车行驶、吊具升降）的运行速度进行设置。设计一个堆场箱区配置两个场桥的场景，当两个场桥作业路径

发生冲突时，具备自主避让的功能。

（4）集装箱：集装箱分20ft标箱，和40ft箱子。集装箱上具有不同的识别码，可以配合岸桥、场桥的扫描、识别功能。

（5）船舶：拟订制新能源船舶模型，利用钒液流电池将化学能转换为电能实现船舶的电力驱动。船舶可根据指令沿铺设的航道行驶，并实现多港口挂靠。

（6）班列：根据指令沿着所铺设的轨道完成班列到港动作，并停靠在预先规划好的位置上。在完成装载任务后，执行班列离港动作。

（7）海铁联运轨道吊：根据指令行驶到指定位置，按顺序定位到相应的集装箱执行抓取与装箱操作，完成班列的集装箱装载任务。

（厂区大门闸口：识别来车自动抬杆落杆。）

五、技术要求：

（1）所有模型均为智能设备，预留运动机构控制接口，可实现与PLC连锁，进行编程控制。以智能设备为控制对象，集合无线通信技术、传感器技术、RFID、自动循

迹技术、红外识别技术（自动避让）、嵌入式系统技术、PLC计算控制技术以及图像处理等技术实现智能调度与自动化控制。

（2）AGV续航可达8小时，满足运行、测试与展示要求。

（3）岸桥、场桥抓取集装箱的位置误差不超过2mm。

六、西门子PLC电控系统

PLC主要用于接收沙盘中无线设备的反馈信号，和不同控制芯片组合使用，实现不同沙盘控制要求。同时具有网关功能。实现动态暂停、运行传送信号仿真动态模拟。

  主控器负责实时接受各个车辆，管道流动状态信息。 并且通过预设的控制逻辑顺序。

实现船体控制、岸桥、场桥、AGV、集卡车、铁路运输 整个物流海运运输解决方案 基于此流程，控制层使用高端PLC、通讯模块、数字量输入模块、接口模块、断路器、自动化系统，高复杂性和高系统性能要求的工厂最佳选择，可完美适用于设备与工厂工程组态中的各种控制应用。而且组态可扩展，用户可根据当地条件对 PLC 现场进行调整。通过工业级现场总线Profinet扩展各系统子环节，进而向下发送指令，各子系统环节按照总控PLC的命令指令执行相关功能；在与控制层的上位层或订单、调度等层面的数据沟通中，可使用以太网或R串行总线等方式实现数据互通，以太网主要采用TCP、UDP、OPC等协议连通；串行总线主要采用RS232或RS485等协议实现。PLC对上接收订单等相关信息，对下发布各子系统的控制命令，并接收相应的反馈，最后将产品信息推送给销售、售后等环节。在整个控制层的环节中，通过可视化的WINCC组态来反馈所有相关的信息，采用组态软甲监控整个工艺流程，功能强大，灵活性好，可靠性高。