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。下面是由小編整理的，謝謝你的閱讀。
篇一
港口物流控制系統可靠性分析
摘 要：控制系統是幹散貨碼頭 物流系統的核心，幹散貨散碼頭物流系統中含有眾多大型裝置，各裝置之間要進行頻繁的資料交換，同時中控室要對各裝置執行情況進行監視，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裝置進行有效控制並實現作業流程的作業控制、最大程度地發揮這些裝置的效能，所以幹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 幹散貨碼頭物流控制系統的構成
幹散貨碼頭物流控制系統主要由可編程式控制器***PLC***，交換機、 網路伺服器、監控操作站、有線和無線資料傳輸網路組成。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、監控和資訊 管理等功能。
目前，在幹散貨碼頭物流控制系統中從各裝卸裝置的單機到中控系統均採用PLC作為控制核心部件，它的主要功能是通過 軟體程式設計的方法實現對作業流程的自動控制，檢測受控物件的狀態併發出控制指令。其控制系統網路可分為三層。
資訊層：一般由乙太網組成，完成資料的採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。
裝置層：通過現場感測器測出需要監測控制的各種現場裝置，並以開關訊號等方式傳送至現場模組， 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組與各種執行器連線，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。
幹散貨碼頭控制系統組成裝置大多為電子產品，所以與 機械系統一樣，控制系統也屬於可修復系統。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。要分析幹散貨碼頭物流控制系統的可靠性，也必須藉助一系列可靠性指標來進行。在本文中採用平均無故障時間、平均維修時間、有效度作為反映幹散貨碼頭物流控制系統可靠性的指標。
幹散貨碼頭物流控制系統是一個複雜的可修復系統，系統中採用軟、硬體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體和軟體兩方面考慮。由於幹散貨碼頭物流控制系統屬於可修復系統，可採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。由於幹散貨碼頭控制系統的組成裝置較多，而且其組成結構也比較複雜，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引數指標。對於幹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引數，然後用可靠性框圖法對整個系統的可靠性進行模型化簡，最後得出整個控制系的可靠性引數指標。
2 幹散貨碼頭物流控制系統可靠性分析
在幹散貨碼頭控制系統中，軟體系統的 不僅受到各個功能 模組 的影響，同時也取決於這些 是否被執行，因此可以看出，軟體系統的 與程式的邏輯流有關，而邏輯流程代表了模組間的轉移，這個轉移過程同樣可以用馬爾可夫過程來表示。
矩陣R是由模組可靠度R?i 組成的對角線矩陣，矩陣?P?中的元素P??ij? 是邏輯流程由模組i轉移到模組j的概率。
對於幹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，幹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 聯絡統的定義。所以，在對幹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組組成的子系統串聯而成，因此可以採用串聯絡統可靠性分析模型對幹散貨碼頭物流控制系統進行可靠性計算。而幹散貨碼頭物流控制系統由系統網路子系統、PLC硬體子系統、供電及驅動電路子系統和軟體系統四個系統組成，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 提高幹散貨碼頭物流控制系統可靠性的方法
幹散貨碼頭物流控制系統是一個複雜系統，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，最後導致控制系統工作的不可靠。對於投入使用的幹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 幹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，另外還包括軟體設計中的問題。
外部因素： 環境溫度、溼度、電源的波動、電磁干擾、衝擊、振動、腐蝕等。
幹散貨碼頭物流控制系統是一個計算機產品，通過硬體系統和軟體系統的共同作用才能完成各項規定的功能，因此，必須從硬體和軟體兩方面入手分析其故障特性，同時，硬體系統和軟體系統的故障特性是有區別的。
***1***硬體故障特性。
幹散貨碼頭物流控制系統的硬體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、設計製造中的錯誤、運輸存放時的損壞等原因造成。在這一期間，幹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，幹散貨碼頭物流控制系統故障率趨於穩定，整個控制系統處於正常工作狀態期，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，在此期間幹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，由於幹散貨碼頭物流控制系統經過了長時間的執行、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***軟體故障特性。
幹散貨碼頭物流控制系統的軟體系統由應用軟體和系統軟體組成。其中，應用軟體為完成使用者所需功能而開發的軟體，一般是根據使用者領域或者設計部門提供的控制方案設計開發而成。而系統軟體則是支援幹散貨碼頭物流控制系統本身工作的軟體，同時可以幫助使用者開發應用軟體，比如碼頭物流控制系統過程控制單元中的各種功能模組。
幹散貨碼頭物流控制系統軟體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於軟體設計中殘留的邏輯錯誤所致。而進入成熟期後，軟體的故障率較小甚至可能接近於零。
3.2 幹散貨碼頭物流控制系統設計的裝置選型
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，並按設計預定的要求製造出來後，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。
幹散貨碼頭物流控制系統多數是在潮溼、多塵、高溫、強電磁、強腐蝕、高頻干擾等複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、供電等各種裝置的可靠性和先進性提出了嚴格的要求。根據以上特點，在選擇幹散貨碼頭物流控制系統組成裝置時應注意以下幾點:
***1***對於計算機，要選擇實時性好，具有高效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，以便於實時多工的快速處理。
***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、平均維修時間小的裝置，以保證系統能在強幹擾等惡劣的環境下長期能夠可靠執行。
***3***常規儀表質量的優劣對於控制系統能否長期良好可靠執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介面，以及豐富的輸入/輸出通訊指令的裝置。
綜上所述，在幹散貨碼頭物流控制系統裝置選型時，應該充分注意選擇效能指標質量優良，抗干擾力強、穩定可靠的裝置，從而使整個控制系統處能夠在良好的狀態下穩定執行，完成規定的功能。
3.3 幹散貨碼頭物流控制系統抗干擾設計
由於幹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區域性系統的穩定性和可靠性。幹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：主要包括控制系統裝置安裝，通道連線導線鋪設的不合理，訊號傳輸、機櫃、機房遮蔽不佳，接地不良，以及高溫、潮溼多塵、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裝置自身的元器件材料、效能存在某些缺陷或是由於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、高頻超聲裝置等產生的輻射、電磁、脈衝等干擾。
4 結語
本文從硬體系統和軟體系統
兩方面對幹散貨碼頭物流控制系統的可靠性進行了研究，硬體系統可靠性分析方法與機械系統相似，重點介紹了軟體系統可靠性分析方法，並在此基礎上 總結了提高幹散貨碼頭物流控制系統可靠性的一些設計方法和措施，如冗餘設計、抗干擾設計等。
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