遠(yuǎn)程起重機(jī)管理系統(tǒng)一、序言起重機(jī)是碼頭和港口關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，起重設(shè)備運(yùn)行情況是碼頭管理者時(shí)刻關(guān)心大事。使用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)能夠有效地提升故障設(shè)備修復(fù)工作效率。它能使設(shè)備維護(hù)修理人員在故障發(fā)生第一時(shí)間立即了解故障信息，而不管她所處地點(diǎn)距離故障設(shè)備有多遠(yuǎn)，這么能夠大大節(jié)省故障查找時(shí)間。經(jīng)過遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)甚至能夠遠(yuǎn)距離對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程工作，這對(duì)一些緊急情況下，如備件不足時(shí)，需要對(duì)控制器進(jìn)行局部程序修改時(shí)很有意義。

現(xiàn)代遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和過去相比性能上已經(jīng)有了很大提升,它是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件等綜合利用。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠極大地提升大家生產(chǎn)自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)和領(lǐng)域。在互聯(lián)網(wǎng)誕生之前，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)大全部使用公用電話網(wǎng)和部分專用網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳輸受到地形和電臺(tái)功率限制，遠(yuǎn)距離難以實(shí)現(xiàn)；專用網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域范圍也有限，而且建立網(wǎng)絡(luò)所需成本較高；公用電話網(wǎng)覆蓋地域范圍雖大，但在跨省市或國(guó)家時(shí)所產(chǎn)生高額長(zhǎng)途話費(fèi)，使得監(jiān)控成本過高，而且速度很慢。所以，一直以來(lái)，因?yàn)槿狈σ粋€(gè)覆蓋面廣、通信成本低且速度足夠快數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)而制約著遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展和應(yīng)用。互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)和無(wú)線通訊技術(shù)進(jìn)步，為工業(yè)自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。互聯(lián)網(wǎng)覆蓋面廣，幾乎覆蓋了世界各個(gè)角落；通信成本低，不存在異地通信成本差異；速度較快，除了傳輸文本數(shù)據(jù)流之外，還能夠同時(shí)傳輸音頻、視頻流數(shù)據(jù)，使遠(yuǎn)程監(jiān)控內(nèi)容愈加豐富、使用愈加方便。更關(guān)鍵是，伴隨信息高速公路發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展?jié)摿薮螅俣取⒖煽啃院桶踩詫⒉煌Ｌ嵘?/p>

二、項(xiàng)目分析2．1系統(tǒng)組成2．1．1終端數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如起重量、起重力矩、小車幅度、吊鉤高度和回轉(zhuǎn)角度等。

2．1．2無(wú)線通訊設(shè)備因?yàn)槠鹬乇旧斫Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)嚴(yán)緊，假如采取有線來(lái)傳輸線數(shù)據(jù)話，那將對(duì)起重機(jī)正常工作帶影響。鑒于采集器接口和設(shè)備工作環(huán)境等多個(gè)情況要求，我們選擇深圳市智聯(lián)物聯(lián)科技ZD1000

DTU。采取RS-232/485接口、金屬外殼設(shè)計(jì)，它含有體積小、功耗低、配置使用簡(jiǎn)單、即插即用。支持主備數(shù)據(jù)通道、并行多數(shù)據(jù)通道，支持實(shí)時(shí)在線和按需在線多個(gè)工作方法，如定時(shí)上下線和設(shè)備喚醒，而且支持APN網(wǎng)絡(luò)接入等功效不僅能夠保障數(shù)據(jù)安全可靠，還能讓用戶依據(jù)需傳輸節(jié)省資費(fèi)2．1．3系統(tǒng)控制中心系統(tǒng)控制中心關(guān)鍵負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)管理、存放、分析和下達(dá)多種控制指令或預(yù)警信息。2．2系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)終端采集設(shè)備經(jīng)過RS232/485線和無(wú)線通訊設(shè)備連接，系統(tǒng)控制中心能夠使用專線、ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入方法。無(wú)線通訊設(shè)備ZD1000

DTU經(jīng)過GPRS/CDMA/WCDMA/EDGE/EBDO/TD-SCDMA等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入Internet，并和系統(tǒng)控制中心服務(wù)器建立連接，為數(shù)據(jù)傳輸提供透明傳輸通道。采集終端產(chǎn)生各項(xiàng)數(shù)據(jù)經(jīng)過RS232/485發(fā)送去ZD1000，ZD1000就會(huì)將收到數(shù)據(jù)不做任何處地發(fā)送到控制中心服務(wù)器主機(jī)。服務(wù)器主機(jī)收到終端數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析及判定，并向終端設(shè)備發(fā)出控制指令，服務(wù)器主機(jī)發(fā)出控制指令經(jīng)過通道傳輸?shù)絑D1000后，ZD1000經(jīng)過串口送到采集終端，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。2．3系統(tǒng)功效該系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)塔機(jī)起重量傳感器、幅度傳感器、高度傳感器和角度傳感器等輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作時(shí)起重量、起重力矩、小車幅度、吊鉤高度和回轉(zhuǎn)角度實(shí)時(shí)監(jiān)控，能自動(dòng)、可靠確保塔機(jī)工作一直處于該塔機(jī)起重性能曲線（或負(fù)荷特征表）所限制范圍內(nèi)，一旦探測(cè)到可能超載或超力矩時(shí)將先預(yù)警，直至報(bào)警并經(jīng)過此塔機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)動(dòng)作，自動(dòng)限制這種操作繼續(xù)，盡可能避免因操作者疏忽或判定失誤而造成安全事故，極大確保了塔機(jī)安全使用，同時(shí)該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)統(tǒng)計(jì)塔機(jī)作業(yè)中危險(xiǎn)工況，為事故分析處理提供可靠依據(jù)。

2．3．1狀態(tài)監(jiān)測(cè)1）對(duì)起重機(jī)功效相關(guān)鍵影響電氣參數(shù)和全部基礎(chǔ)元件狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并經(jīng)過相對(duì)應(yīng)直觀圖表進(jìn)行顯示。2）對(duì)整機(jī)工作狀態(tài)(安全鎖、高壓供電情況、低壓供電情況、各機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)、外部工作

環(huán)境如溫度、風(fēng)速等)進(jìn)行監(jiān)控和顯示。3）對(duì)起重機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)（位置、負(fù)載、速度、電壓、電流、頻率、運(yùn)行方向、電機(jī)溫升制動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器、關(guān)鍵接觸器、檢測(cè)元件等）進(jìn)行監(jiān)控和顯示。2．3．2故障診療、分析1）能夠顯示故障內(nèi)容、時(shí)間、具體位置、處理方法并顯示對(duì)應(yīng)幫助文檔。2）能夠?qū)⒖刂凭€路、驅(qū)動(dòng)器PLC部分故障位置、故障現(xiàn)象顯示到具體故障點(diǎn)。3）系統(tǒng)設(shè)有故障點(diǎn)保護(hù)功效，可存放故障發(fā)生前后相關(guān)波形圖，以作故障分析、排除、現(xiàn)象歸檔依據(jù)。4）系統(tǒng)能夠?qū)v史故障進(jìn)行分析、建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。產(chǎn)生故障可直接調(diào)用歷史故障進(jìn)行比較排除。5）系統(tǒng)能夠?qū)﹄娐穲D和PLC程序進(jìn)行修改并歸檔保留。

2．3．3預(yù)防維修1）系統(tǒng)能夠?qū)p耗部件和需要周期性保養(yǎng)時(shí)間自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并和各自要求更換間隔和維護(hù)周期相比較，更換間隔和維護(hù)周期可自由調(diào)整系統(tǒng)在抵達(dá)更新時(shí)間或維護(hù)周期時(shí)提醒用戶。2）系統(tǒng)提供有足夠存放容量，能夠自由增加損耗部件和維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目。

2．3．4作業(yè)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)能夠分別按班次、日、周、月統(tǒng)計(jì)和查詢作業(yè)次數(shù)、重量和作業(yè)起始時(shí)間、等候時(shí)間、生產(chǎn)效率等。

三、項(xiàng)目架構(gòu)實(shí)施方案3．1無(wú)線通訊設(shè)備ZD1000和采集終端連接ZD1000支持RS232/485通訊接口，可經(jīng)過RS232/485和采集終端連接。以下圖3．2數(shù)據(jù)控制中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接入方法3．2．1專線接入中心采取APN專線，全部終端全部采取內(nèi)網(wǎng)固定IP，用戶中心經(jīng)過一條APN專線接入移動(dòng)企業(yè)GPRS網(wǎng)絡(luò)，在GGSN和移動(dòng)企業(yè)互聯(lián)路由器之間建立GRE隧道。為用戶分配專用APN，其它用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。只有該專網(wǎng)內(nèi)SIM卡才能進(jìn)入該APN，預(yù)防其它非法用戶進(jìn)入。用戶能夠內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，以確保用戶內(nèi)部安全。用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功效），為經(jīng)過認(rèn)證用戶分配用戶內(nèi)部地址。

此種方案不管實(shí)時(shí)性，安全性和穩(wěn)定性較前一個(gè)方案全部有大大提升，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點(diǎn)比較多、實(shí)時(shí)性要求較高應(yīng)用環(huán)境。在資金許可情況下最好組網(wǎng)方法。

3．2．2ADSL撥號(hào)連接（動(dòng)態(tài)公網(wǎng)IP地址）控制中心采取ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采取公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)。用戶先和DNS服務(wù)商聯(lián)絡(luò)開通動(dòng)態(tài)域名，IPMODEM先采取域名尋址方法連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。此種方法能夠大大節(jié)省公網(wǎng)固定IP費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器穩(wěn)定，所以要尋求可靠DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

3．2．3經(jīng)過固定公網(wǎng)IP連接控制中心采取ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采取公網(wǎng)固定IP服務(wù)。此種方案先向INTERNET運(yùn)行商申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP。DTU直接向中心提議連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。

3．2．4數(shù)據(jù)中心軟件平臺(tái)構(gòu)建中心端軟件構(gòu)建有多個(gè)方法，對(duì)于傳入數(shù)據(jù)方法不一樣，我們提供不一樣軟件來(lái)幫助用戶快速地實(shí)現(xiàn)中心端數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理。現(xiàn)在四信提供三種方法中心接口：首先是對(duì)于組態(tài)軟件，現(xiàn)在很多組態(tài)軟件廠家已經(jīng)集成了我們驅(qū)動(dòng)了，能夠直接配置使用；其次對(duì)于原本是讀串口程序，提供一個(gè)虛擬串口軟（TCP2COM）；最終是對(duì)于想開發(fā)自己獨(dú)有數(shù)據(jù)中心軟件用戶，會(huì)提供一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)及四信企業(yè)數(shù)據(jù)中心軟件，不僅開放源碼還全程幫助用戶進(jìn)行自己數(shù)據(jù)中心軟件和功效開發(fā)。用戶可能經(jīng)過動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)快速開發(fā)一個(gè)靈活、穩(wěn)定、功效齊全終端管理和數(shù)據(jù)交互中心軟件四、方案特點(diǎn)1、傳輸模塊采取無(wú)線接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在GPRS網(wǎng)絡(luò)在中國(guó)已經(jīng)運(yùn)行了十幾年，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，技術(shù)成熟，覆蓋率廣。2、傳輸模塊采取工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，金屬外殼，外接電源DC12V/500mA；通信電流：<250mA(12V);工作環(huán)境溫度-25~+65oC;儲(chǔ)存溫度-40~+85oC;相對(duì)濕度95%(無(wú)凝結(jié));多重軟硬件看門狗設(shè)計(jì)。適適用于起重機(jī)戶外工作環(huán)境。3、傳輸模塊含有可靠網(wǎng)絡(luò)連接、智能防掉線、支持在線檢測(cè)、在線維護(hù)、掉掉線自動(dòng)重拔，確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線，確保通信通道正常，為數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)。4、終端傳輸模塊支持多個(gè)激活方法，如語(yǔ)音電話、短信、數(shù)據(jù)等；終端設(shè)備故障或異常時(shí)，自動(dòng)發(fā)短信報(bào)警信息給維護(hù)人員。5、傳輸模塊采取主備份中心和中心自動(dòng)恢復(fù)功效，并同時(shí)支持多中心并發(fā)功效（最多五個(gè)）。6、方便控制，管理人員不需要親臨現(xiàn)場(chǎng)就能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，完成參數(shù)調(diào)整和設(shè)置，進(jìn)行有效故障恢復(fù)等，大大提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)省了生產(chǎn)人力資源。7、立即響應(yīng)，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠?qū)收献龀隽⒓错憫?yīng)，從而大大降低故障帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和其它方面損失。8、規(guī)范管理和操作，起重設(shè)備運(yùn)行作業(yè)過程全方面監(jiān)控是很必需，經(jīng)過過程監(jiān)測(cè)，可將機(jī)械作業(yè)過程以數(shù)字方法全部統(tǒng)計(jì)下來(lái)，從而既能夠?qū)Σ僮魅藛T進(jìn)行工作量考評(píng)提供真實(shí)數(shù)據(jù)，也能夠規(guī)范操作，對(duì)違章作業(yè)提供統(tǒng)計(jì)信息，其次還能夠監(jiān)控設(shè)備故障情況，立即找出故障點(diǎn)，同時(shí)依據(jù)統(tǒng)計(jì)查出故障原因。9、四信可