港口物流管理論文

　　港口將成為國際貿易的運輸中心與物流平臺,港口物流將成為物流平臺上的重要組成部分。下面是由學習啦小編整理的港口物流管理論文，謝謝你的閱讀。

　　港口物流管理論文篇一

　　港口物流控制系統可靠性分析

　　摘 要：控制系統是干散貨碼頭 物流系統的核心，干散貨散碼頭物流系統中含有眾多大型設備，各設備之間要進行頻繁的數據交換，同時中控室要對各設備運行情況進行監視，來實現工藝所要求的各環節的必要聯鎖控制。為了對各裝卸和運輸設備進行有效控制并實現作業流程的作業控制、最大程度地發揮這些設備的效能，所以干散貨碼頭控制系統必須具有高可靠性。

　　關鍵詞：港口;物流控制;系統

　　1 干散貨碼頭物流控制系統的構成

　　干散貨碼頭物流控制系統主要由可編程序控制器(PLC)，交換機、 網絡服務器、監控操作站、有線和無線數據傳輸網絡組成。主要完成碼頭物流系統工藝流程操作所要求的流程選擇確認，順序啟動、順序停止、故障停止、緊急停止和流程切換以及控制系統操作、監控和信息 管理等功能。

　　目前，在干散貨碼頭物流控制系統中從各裝卸設備的單機到中控系統均采用PLC作為控制核心部件，它的主要功能是通過 軟件編程的方法實現對作業流程的自動控制，檢測受控對象的狀態并發出控制指令。其控制系統網絡可分為三層。

　　信息層：一般由以太網組成，完成數據的采集及生產作業操作和監控功能。

　　自動化和控制層：由控制網構成，實現實時I/O控制、控制器互鎖和報文傳送。

　　設備層：通過現場傳感器測出需要監測控制的各種現場設備，并以開關信號等方式傳送至現場模塊， 計算機通過調整執行器來具體實現控制功能，控制器通過現場輸出模塊與各種執行器連接，輸出直接驅動執行機構，由此來直接控制電機起停、正轉、反轉和現場的各種開關和電動擋板。

　　干散貨碼頭控制系統組成設備大多為電子產品，所以與 機械系統一樣，控制系統也屬于可修復系統。在實際工程 應用中定量描述電子產品可靠性的指標有很多，常用的主要有可靠度、有效度、故障率、平均維修時間、平均無故障時間等。要分析干散貨碼頭物流控制系統的可靠性，也必須借助一系列可靠性指標來進行。在本文中采用平均無故障時間、平均維修時間、有效度作為反映干散貨碼頭物流控制系統可靠性的指標。

　　干散貨碼頭物流控制系統是一個復雜的可修復系統，系統中采用軟、硬件結合的故障診斷和同步恢復、定位技術的先進技術來實現不中斷生產情況下的修理或更換，從而保證控制系統的長期可靠 工作。對其可靠性分析必須從硬件和軟件兩方面考慮。由于干散貨碼頭物流控制系統屬于可修復系統，可采用馬爾可夫可修復模型，通過系統狀態之間的轉移概率，來建立系統狀態轉移方程組，來描述控制系統的可靠性。由于干散貨碼頭控制系統的組成設備較多，而且其組成結構也比較復雜，所以其狀態轉移方程組的階數會很高，從而可能無法求解，甚至可能無法建立狀態轉移方程組。然而系統可靠性框圖法比較簡單，僅要求已知各組成單元的可靠性參數指標。對于干散貨碼頭物流控制系統，結合這兩種可靠性分析方法的特點，可先用馬爾可夫模型法對系統各部件進行可靠性分析得出可靠性參數，然后用可靠性框圖法對整個系統的可靠性進行模型化簡，最后得出整個控制系的可靠性參數指標。

　　2 干散貨碼頭物流控制系統可靠性分析

　　在干散貨碼頭控制系統中，軟件系統的 不僅受到各個功能 模塊 的影響，同時也取決于這些 是否被執行，因此可以看出，軟件系統的 與程序的邏輯流有關，而邏輯流程代表了模塊間的轉移，這個轉移過程同樣可以用馬爾可夫過程來表示。

　　矩陣R是由模塊可靠度R?i 組成的對角線矩陣，矩陣?P?中的元素P??ij? 是邏輯流程由模塊i轉移到模塊j的概率。

　　對于干散貨碼頭物流控制系統，任何子系統的失效都會導致整個控制系統無法正常工作，即要求控制系統中每一子系統均正常工作時整個控制系統才能正常工作，顯然，干散貨碼頭物流控制系統這特性符合系統可靠性分析模型中串 聯系統的定義。所以，在對干散貨碼頭物流控制系統進行分析時，看以將其看做由各功能模塊組成的子系統串聯而成，因此可以采用串聯系統可靠性分析模型對干散貨碼頭物流控制系統進行可靠性計算。而干散貨碼頭物流控制系統由系統網絡子系統、PLC硬件子系統、供電及驅動電路子系統和軟件系統四個系統組成，各子系統的可靠度為 R?j，j=1,2,3,4則整個物流控制系統的可靠度R為

　　3 提高干散貨碼頭物流控制系統可靠性的方法

　　干散貨碼頭物流控制系統是一個復雜系統，所以在設計前有必要對設計的系統進行嚴格的可行性考查論證，從而避免因為對系統的可行性， 經濟性和先進性缺乏科學的考查分析而給系統設計帶來缺陷，最后導致控制系統工作的不可靠。對于投入使用的干散貨碼頭物流控制系統，在分析其故障特性的基礎上，可以得出提高系統可靠性的方法。

　　3.1 干散貨碼頭物流控制系統的故障特性

　　提高碼頭物流控制系統的可靠性也就是要減少系統的故障，而引起故障的因素來自系統內部和外部兩個方面:

　　內部因素：元器件失效，電路開路或短路等，另外還包括軟件設計中的問題。

　　外部因素： 環境溫度、濕度、電源的波動、電磁干擾、沖擊、振動、腐蝕等。

　　干散貨碼頭物流控制系統是一個計算機產品，通過硬件系統和軟件系統的共同作用才能完成各項規定的功能，因此，必須從硬件和軟件兩方面入手分析其故障特性，同時，硬件系統和軟件系統的故障特性是有區別的。

　　(1)硬件故障特性。

　　干散貨碼頭物流控制系統的硬件故障按出現的時間可分為以下三類：早期故障期、隨機故障期和耗損故障期。

　　早期故障主要由控制系統選用的元器件老化不夠、設計制造中的錯誤、運輸存放時的損壞等原因造成。在這一期間，干散貨碼頭物流控制系統的故障率隨著時間的增長而逐漸減少。

　　在偶然故障期內，干散貨碼頭物流控制系統故障率趨于穩定，整個控制系統處于正常工作狀態期，此時控制系統故障率基本保持常數且不隨時間變化而變化。同時，在此期間干散貨碼頭物流控制系統出現的故障是隨機的。

　　在耗損故障期內，由于干散貨碼頭物流控制系統經過了長時間的運行、系統中的元器件已老化，此時整個控制系統的故障率保持在一個較高水平。

　　(2)軟件故障特性。

　　干散貨碼頭物流控制系統的軟件系統由應用軟件和系統軟件組成。其中，應用軟件為完成用戶所需功能而開發的軟件，一般是根據用戶領域或者設計部門提供的控制方案設計開發而成。而系統軟件則是支持干散貨碼頭物流控制系統本身工作的軟件，同時可以幫助用戶開發應用軟件，比如碼頭物流控制系統過程控制單元中的各種功能模塊。

　　干散貨碼頭物流控制系統軟件故障一般發生在兩個時期，即早期故障期和成熟期。在早期故障內，控制系統發生故障主要是由于軟件設計中殘留的邏輯錯誤所致。而進入成熟期后，軟件的故障率較小甚至可能接近于零。

　　3.2 干散貨碼頭物流控制系統設計的設備選型

　　系統的可靠性是設計出來的，生產出來的，管理出來的。系統設計一旦完成，并按設計預定的要求制造出來后，其固有可靠性就確定了。提高系統固有可靠性最直接的方法就是保證系統組成單元的可靠性。

　　干散貨碼頭物流控制系統多數是在潮濕、多塵、高溫、強電磁、強腐蝕、高頻干擾等復雜惡劣環境下工作的，因此不僅對控制系統本身，同時也對控制系統中現場執行、檢測、供電等各種設備的可靠性和先進性提出了嚴格的要求。根據以上特點，在選擇干散貨碼頭物流控制系統組成設備時應注意以下幾點:

　　(1)對于計算機，要選擇實時性好，具有高性能的實時多重任務的處理系統，而且要有完善的中斷系統和實時時鐘功能，特別要選用CPU主頻高的機型，以便于實時多任務的快速處理。

　　(2)要選技術指標先進、質量好、環境適應性和抗干擾能力強、可靠性高即平均無故障時間大、平均維修時間小的設備，以保證系統能在強干擾等惡劣的環境下長期能夠可靠運行。

　　(3)常規儀表質量的優劣對于控制系統能否長期良好可靠運行有著決定性的作用。因此，要選擇具有完善的輸入/輸出通道和方便的通訊接口，以及豐富的輸入/輸出通訊指令的設備。

　　綜上所述，在干散貨碼頭物流控制系統設備選型時，應該充分注意選擇性能指標質量優良，抗干擾力強、穩定可靠的設備，從而使整個控制系統處能夠在良好的狀態下穩定運行，完成規定的功能。

　　3.3 干散貨碼頭物流控制系統抗干擾設計

　　由于干散貨碼頭物流控制系統所處環境較惡劣，所有各種噪聲都有可能對控制系統產生嚴重干擾，從而影響整個控制系統或是局部系統的穩定性和可靠性。干散貨碼頭物流控制系統的干擾主要來自以下三方面:

　　(1)系統環境的干擾：主要包括控制系統設備安裝，通道連接導線鋪設的不合理，信號傳輸、機柜、機房屏蔽不佳，接地不良，以及高溫、潮濕多塵、腐蝕氣體，造成接觸不良，斷線、漏電以及電磁感應、公共阻抗耦合等串擾。

　　(2)系統噪聲的干擾：包括控制系統所有組成設備自身的元器件材料、性能存在某些缺陷或是由于控制系統內部線路設計、安裝、工藝不合理而產生的物理噪聲，同時也包括給控制系統供電的交直流電源因質量不佳而產生的交流紋波、直流電平漂移及內部變壓器、繼電器開關、電感等產生的電磁干擾。

　　(3)外部的干擾：主要是由控制系統外的變壓器、強電流的交流電機、強電網以及雷電、天線電波、高頻超聲設備等產生的輻射、電磁、脈沖等干擾。

　　4 結語

　　本文從硬件系統和軟件系統

　　兩方面對干散貨碼頭物流控制系統的可靠性進行了研究，硬件系統可靠性分析方法與機械系統相似，重點介紹了軟件系統可靠性分析方法，并在此基礎上 總結了提高干散貨碼頭物流控制系統可靠性的一些設計方法和措施，如冗余設計、抗干擾設計等。

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