6. COMPUTERIZED SYSTEMS
6.1 Sequence Control (PLC)
All sequencing and inter-locking functions for drives, except emergency stops and
spreader control functions shall be performed by Programmable Logic Controller
(PLC). If several PLCs are installed, they shall be able to intercommunicate with
each other through a standard network following the Open System Interconnection
communication architecture governed by a master. The system of communication
shall be properly structured, organised and standardised. The PLCs shall have
multi-tasking and remote communication capabilities. Any of these PLCs in the
network shall readily be able to interrogate other PLCs connected to the same
network. The PLCs shall be located in the silent room of the electric house and
shall have fault logging and diagnostic function capability.
All components of the PLC shall be robust and of high data integrity for use in
industrial environments of high temperatures, dust, vibration, humidity, electrical
noise or other harsh conditions. The PLC be of the fail-safe type and shall be
provided with redundant components for maintaining smooth operations. Power
failure protection shall be provided to ensure safe operation. The PLCs shall
further comply with EN 61508 and IEC 65A for functional safety of programmable
safety-related systems as well as with IEC 60870–5 regarding transmission of
signals.
The complete cycle time of the control system including all “bus” systems shall be
in no case longer than 15 milliseconds. The Supplier shall demonstrate the cycle
time by chart recordings i.e. input to output in operations cabin or proof of drive
reaction time.
The PLC shall have sufficient memory capacity to hold control algorithms for more
than one process plus at least 30% redundant memory capacity. There shall be
facilities and space provided for adding memories for future developments. It is
envisaged that flexible data logging functions will be utilised in the future.
Expansion of the programmable logic controllers shall be by plug-in modules to the
common rack. The PLC shall have self-diagnostic capability both upon power on
and continuously during operation. Faults detected shall be clearly and promptly
announced on visual displays.
The programming language shall be of any international operating system
language and suitable for sequence control purposes. It shall also allow
referencing devices by English names consisting of alphanumeric characters of
adequate length. There shall be provisions for incorporating comments in the
documentation of programmes. Security features that permit only authorised users
to amend the programmes shall be incorporated.
The controller system shall provide real-time display of programmes and all plant
data and status at remote sites. The PLC shall be provided with in- and out (I/O)
ports, i.e. can be individually programmed to be either inputs or outputs. There
shall be provisions for adding I/O ports. 10% spare remote Input/Output units
including a minimum of two analogue I/O spares (if used) shall be provided.
The I/O ports shall be capable of handling standard input and output signals. The
I/O ports shall provide proper isolation from dangerous voltages and currents by
circuit breakers or fuses to protect the hardware.
Individual I/O units shall be used for every limit switch, proxy switch, encoder or
other protective device. The communication protocol for each remote I/O unit shall
be via fibre optics with error detection capability.
Access to the series links of the PLCs shall be provided at the control room and at
the operatorrsquo;s cabin.
The Supplier shall submit with his bid details (product data sheets and schematic
diagrams) showing the structure of the communication system reflecting the above
required qualities.
The PLC program as well as the cranersquo;s fault logging and diagnostic system, shall
be accessed from the crane management system. Communication protocol
between control system and crane management system shall be Ethernet or as
approved by the Purchaser.
A separate and portable programming unit (one unit for four cranes) shall be
provided suitable for 'on-line' operation and change of parameters. The
programming station shall be capable of showing status and overriding individual
I/Os for maintenance purposes.
All STS cranes supplied under this contract shall have an identical PLC program
with identical parameterisation.
6.2 Anti-Sway System
An efficient electronic-type anti-sway device shall be incorporated to prevent
spreader and/or container sway during operation at any trolley speed, rated load
and maximum operating wind speed. The system and the hardware shall operate
under all weather conditions including fog and rain and be of shock-proof design
for severe marine environment. Any operational or safety limits of the drive system
shall not be overridden.
The operator can select between manual and automatic mode and override the
automatic system by varying the trolley speed.
The sway control shall restrict the pendulum to plusmn; 50 mm at any lifting height within
two swings, measured at the bottom corners of a 40rsquo; container or at the bottom of
the empty spreader,
6.3 Semi-Automatic Operation System (optional)
A semi-automatic operation system (SAOS) shall be optionally incorporated to
assist the crane operator to perform semi-automatic operation by selecting the
desired row on the ship as well as the desired truck lane. The
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6.计算机化系统
6.1顺序控制（PLC）
驱动器的所有顺序和联锁功能（紧急停止和撒布机控制功能除外）应由可编程逻辑控制器（PLC）执行。如果安装了多个可编程逻辑控制器，则它们应能够按照由主控制器控制的开放系统互连通信架构，通过标准网络相互通信。通信系统的结构、组织和标准化应适当。可编程逻辑控制器应具有多任务和远程通信能力。网络中的这些可编程逻辑控制器中的任何一个应能够容易地询问连接到同一网络的其他可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器应位于电气室的静音室内，并应具有故障记录和诊断功能。可编程逻辑控制器的所有部件应坚固耐用，数据完整性高，适用于高温、粉尘、振动、湿度、电气噪声或其他恶劣条件下的工业环境。可编程逻辑控制器应为故障安全型，并应配备冗余部件，以保持平稳运行。应提供断电保护，以确保安全运行。可编程逻辑控制器应进一步符合EN 61508和IEC 65A关于可编程安全相关系统功能安全的要求，以及关于信号传输的IEC 60870–5要求。控制系统（包括所有“总线”系统）的完整循环时间在任何情况下都不得超过15毫秒。供应商应通过图表记录来证明循环时间，即操作舱的输入输出或驱动反应时间证明。可编程逻辑控制器应具有足够的内存容量，以容纳多个过程的控制算法，外加至少30%的冗余内存容量。应提供设施和空间，为未来的发展增加记忆。预计未来将使用灵活的数据记录功能。可编程逻辑控制器的扩展应通过公共机架的插件模块进行。可编程逻辑控制器在通电和运行期间应具有自诊断能力。检测到的故障应在视觉显示器上清晰、及时地宣布。编程语言应为任何国际操作系统语言，并适用于顺序控制目的。它还应允许使用由足够长的字母数字字符组成的英文名称作为参考装置。应规定在程序文件中纳入评论。应包括仅允许授权用户修改程序的安全功能。控制器系统应提供程序的实时显示以及远程站点的所有电厂数据和状态。PLC应配备输入和输出（I/O）端口，即可以单独编程为输入或输出。应规定增加I/O端口。应提供10%备用远程输入/输出装置，包括至少两个模拟I/O备件（如使用）。I/O端口应能处理标准输入和输出信号。输入/输出端口应通过断路器或保险丝提供与危险电压和电流的适当隔离，以保护硬件。每个限位开关、代理开关、编码器或其他保护装置应使用单独的I/O装置。每个远程I/O单元的通信协议应通过具有错误检测能力的光纤。应在控制室和驾驶室提供对可编程逻辑控制器串联链路的访问。供应商应随标书提交详细信息（产品数据表和示意图），说明通信系统的结构，以反映上述要求的质量。可编程逻辑控制器程序以及起重机的故障记录和诊断系统应从起重机管理系统访问。控制系统和起重机管理系统之间的通信协议应为以太网或经买方批准。应提供一个单独的便携式编程单元（四台起重机一个单元），用于“在线”操作和参数更改。编程站应能显示状态，并为维护目的覆盖单个I/O。根据本合同提供的所有STS起重机应具有相同的PLC程序和相同的参数。
6.2防摇系统
应配备有效的电子式防摇装置，以防止吊具和/或集装箱在任何小车速雾和雨在内的所有天气条件下运行，并为恶劣海洋环境进行防震设计。驱动系统的任何操作或安全限制不得被超越。操作员可以在手动和自动模式之间进行选择，并通过改变小车速度来超越自动系统。摆动控制装置应将摆锤限制在两次摆动范围内任何提升高度的plusmn;50 mm范围内，在40集装箱的底角或空吊具的底部进行测量，
6.3半自动操作系统（可选）
半自动操作系统（SAOS）应选择性地结合在一起，通过选择船上所需的排和所需的卡车车道，帮助起重机操作员执行半自动操作。该系统的目标是减轻操作人员在船舶和码头之间移动负载的任务，从而提高生产率。起重机的基本控制应设计为独立于任何其他自动化功能运行。操作员可以在手动或自动模式下操作起重机。无论操作模式如何，设计中应具有足够的安全功能，以防止对附近设备或人员生命造成任何意外损坏。
安全操作系统应包括以下操作模式：
手动：在手动操作模式下，操作员应完全控制起重机并手动操作起重机。起重机的自动化功能不得干扰或干扰正常操作。
了解：在开始自动操作之前，操作员必须通过手动操作第一个容器来教导系统。学习周期使系统能够设置净高并学习血管的细胞位置。
半自动：在半自动操作模式下，起重机操作员可以通过选择面板上的专用位置并激活操纵杆来启动自动操作。起重机操作员应能在任何时候接管起重机操作，起重机应完全响应其命令，如同手动操作一样。
按面板上的“学习”按钮开始学习循环。然后，操作员应像往常一样手动操作集装箱。系统应记住随后自动操作的净高。一旦一个学习周期完成，它应保持有效，直到起重机起重机架、紧急功能激活或起重机功能在大约30分钟内未被注意（可调）。吊具/集装箱下降至码头、底盘、船舶或船舶单元以及扭锁操作的最后米数必须始终手动完成，吊具/集装箱的提升可以半自动完成。所有必要的操作和指示装置以及带有故障信息的显示器等应安装在单独面板上的驾驶室中，或如有可能集成在PLC触摸屏中。
6.4起重机管理系统
应在每台起重机上安装一套完整的计算机化起重机管理系统（CMS），其中包括必要的传感器和传感器，并与可编程逻辑控制器（PLC）一起工作，以提供起重机操作系统的连续监测、诊断和数据收集。本地CMS（LCMS）应连接到将安装在港口车间的远程起重机管理系统（RCMS）。应通过无线局域网连接。应捕捉驱动器的状态和性能，包括交流电源、交流电机控制、操作员控制、安全联锁装置和必要部件，如电机、齿轮减速器、绳筒等，并显示在屏幕上，以评估起重机的机构。起重机管理系统的详细说明应与投标文件一起提交
6.4.1监控信息和故障诊断
CMS功能应包括但不限于：
实时状态监测
操作数据显示
基于尸检特征的故障诊断
PLC数据和驱动数据跟踪
历史电子日志
编程软件（适用于在线诊断和编程，密码保护）
报告和统计
帮助工具解释已安装程序的用法
起重机上使用的所有相关部件的手册和文件，包括pdf格式的电气原理图
应实时监控电气系统和子系统以及对起重机正常功能至关重要的所有重要部件的状态和运行数据。这尤其包括驱动系统、吊具、头块、电缆卷筒、交流装置、吊挂、TLS和负载称重系统等。应提示并立即在屏幕上显示起重机系统和监测组件的任何异常情况。所有安全联锁装置、制动器、通风风扇、电气室和计算机室空调、紧急开关等的开关状态和故障应显示在屏幕上。所有驱动系统的工作电压、电流、速度和设定点等数据也应进行监控和显示。所有信号的趋势图的时间跨度不得超过5分钟。显示器应包括起重机的动态总体草图以及所有子系统的动态图片。应包括用于数据显示和诊断功能的下拉和钻取菜单。PLC及其硬件的图表应显示所有状态和系统故障及其位置。所有导致起重机停机并被定义为故障的信号应存储在历史电子日志中，以便日后追踪和方便故障诊断。还应存储在故障之前和期间选择或执行的起重机功能信息。应提供故障诊断和帮助屏幕，以向港口人员提示有关起重机故障性质和补救措施的信息。故障诊断应包括一个专家系统，以便将故障范围缩小到准确的部件、联锁装置、开关等。在帮助屏幕上，应显示原理图编号、软件页码，部件位置和可能采取的措施，通过链接到所有相关部件的手册和文档来补救故障。故障诊断和帮助信息的设计应使港口的技术人员能够在很短的时间内修复故障或确认重大故障的确切性质。应向港口人员提供更新和增强帮助信息和信息的方法。除CMS的屏幕显示外，应在驾驶室的屏幕上显示简单的故障信息。应保存故障历史记录，并应易于在屏幕上或打印格式上检索。为消除重复出现的故障，分析和纠正措施需要此类历史记录。应在实时显示模式下提供多达10000条历史记录。超过500条的早期记录应自动下载到硬盘上。还应允许将所有历史记录下载到U盘。记录应包括日期、时间和任何相关信息。报告应生成到安装在电气室的屏幕和打印机上。每个屏幕应可打印。打印报告应通过人工请求、按时或由事件触发的方式及时生成。
6.4.2操作日志
CMS应提供操作数据，例如：
工作时间包括起重机、起重机、小车、龙门起重机和吊杆起重机
性能数据，包括每小时的生产移动、空闲时间和停机时间
扭锁计数为20，40，45和双20
按集装箱重量、重载、平均重量分类的装载数据
班次和船舶信息
这些数据应作为数字统计数据，按以下方式分类：
每船
每8小时轮班
每天
每月
CMS还应生成针对可变时间跨度绘制的趋势图。所有数据应存储在屏幕上或打印格式上，并易于检索。
6.4.3预防性维护特征
起重机消耗品的使用时间应在线记录，并与消耗品各自预设的更换间隔进行比较。当部件需要更换时，系统应提示用户。预设更换间隔应可调，供应商应就各部件的最佳更换间隔向买方提出建议。消耗品应包括但不限于减速器和电机的润滑油、液压油、空气和油过滤器元件、钢丝绳、制动片、制动蹄、电机的碳刷，系统应具有从上述列表中添加新项目和更改任何现有项目的能力和灵活性。
6.4.4软硬件要求
硬件应为最新的，但不少于以下各项：
基于Windows XP/Vista的计算机，主存为1 GB或更大。采购时，速度应尽可能快
100/1000 MBit以太网适配器
具有RAID级别1的硬盘，以防止硬盘故障后数据丢失
至少两个相同大小的硬盘
根据PC的功能实现热插拔功能，当PC受到干扰或出现故障时，涉及起重机控制的关键功能，则需要热插拔
通过LCMS和RCMS上的适当消息自动检测硬盘故障
硬盘故障和更换故障磁盘后，PC必须自动返回故障保护配置（可手动触发）。在更换硬盘期间，PC机（包括相关系统）必须能够正常运行
前端USB接口
键盘
光学鼠标
19英寸TFT显示器
最小80 GB硬盘驱动器
以太网交换机和与端口系统匹配的其他设备
CD和DVD读/写驱动器
激光打印机
该软件应是一个基于Windows，菜单驱动，鼠标驱动，多任务操作系统。用户定制屏幕的现场开发应是可能的。应包括Microsoft Office标准应用软件。独立的不间断电源应支持甘蔗管理系统和可编程逻辑控制器至少30分钟，并应允许所有系统有序关闭，而不丢失任何数据。
6.5远程起重机管理系统
6.5.1要求
供应商应在其范围内包括一个中央远程起重机管理系统（RCMS），该系统将连接到每个STS起重机。供应商应在其工作范围内提供与中央远程起重机管理系统（RCMS）进行无线通信的所有方式。RCM也将连接到终端上操作的RTG。
RCMS应执行以下任务：
集中故障/诊断信息，包括LCMS的自动更新
集中设备配置数据
集中文档（图纸和手册等）
集中软件（可编程逻辑控制器程序、驱动参数等）
收集连接设备的历史数据（故障、计数器、运行时间、移动、跟踪）
维护故障/诊断信息和配置数据
每个设备状态的在线概述和对历史数据（故障、移动、计数器、小时、跟踪）的访问
预防性维护要求的（预）生成
获取所有设备文件
RCMS应配置为冗余数据库服务器系统。所有设备都要通过标准接口（ODBC、FTP、XML web服务）连接。该系统的尺寸应能容纳多达100件连接设备。RCMS客户端是基于Microsoft Windows XP/Vista的PC，具有25个以上的并行连接。RCMS必须提供LCMS上可用的相同信息，以及集群信息的附加概述（根据设备类型或泊位等）。将提供一个简单的用户友好界面，其中所有显示的数据都可以保存到Microsoft Office应用程序（Excel、Word等）。在正常情况下，对RCMS客户端数据请求的响应必须在2秒的范围内。如果是长时间运行的请求，则必须通知用户进度，并可能中止处理，或在后台继续请求。LCMS系统的循环可用数据（故障、移动、计数器、运行时间等）必须通过后台进程自动上传。如果频繁访问的数据需要时间生成，RCMS应提前预生成这些数据，以确保RCMS客户端的最佳性能。必须能够从RCM自动重新加载LCM。将手动触发重新加载（从标准安装的Windows配置开始）。必须能够从RCMS同步LCMS的配置（故障消息文本、跟踪表格等）。同步将支持上传对设备本身所做的更改，并将这些更改自动分发给其他设备。网络流量必须最小化。应避免不必要的数据轮询。
6.5.2RCMS客户端
RCMS客户端是标准的Microsoft Windows XP/Vista PC，除基本的Windows组件外，没有其他预装软件可用。如果RCMS客户端需要安装其他软件/设置，则必须自动完成这些操作。用户不需要管理员权限即可自动安装必需的RCMS客户端软件组件。RCMS客户端不需要其他许可证。所有RCMS功能必须通过专用的基于Web的用户界面提供。必须能够在RCMS客户机上并行工作，而不干扰其他RCMS客户机和/或不产生与性能相关的问题（锁定、速度等）。RCMS客户端必须能够加载各个LCMS系统的在线基于Web的屏幕。RCMS客户端必须能够接管LCMS的完全桌面控制。RCMS客户端上的可用功能必须由用户管理系统控制（最好使用Windows身份验证）。用户管理必须支持用户和可用功能的不同组合。RCMS和LCMS之间的分布式连接应自动识别并报告给RCMS客户端。分布式连接决不能导致数据丢失或数据损坏。如果重新建立分布式连接，则必须自动同步配置和历史数据。连接到RCMS服务器的PC将由买方提供。
6.5.3计算机硬件
RCMS系统必须由冗余数据库服务器系统构成，并包含在供应商范围内。在正常操作中，工作负载分配给两台服务器。如果
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