一、 項(xiàng)目背景

    原有系統(tǒng)裝在20多臺(tái)門機(jī)（門吊）上，目前已經(jīng)安裝了稱重?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)（單片機(jī)開發(fā)），采用IC卡式數(shù)據(jù)傳輸方式，主要是采集門機(jī)駕駛員作業(yè)量，采集的數(shù)據(jù)信息有上下班記錄、抓斗作業(yè)次數(shù)、每次重量、累計(jì)重量、超重報(bào)警次數(shù)等數(shù)據(jù)。每次司機(jī)上班到門機(jī)后，就插上IC卡，下班后拔出卡，送到門機(jī)隊(duì)電腦上讀取數(shù)據(jù)。門機(jī)管理隊(duì)配備管理軟件，對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析，出報(bào)表。但由于軟件構(gòu)件缺乏科學(xué)性和合理性而且數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤的情況比較嚴(yán)重，導(dǎo)致管理軟件并未起到應(yīng)有的作用。

  原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)滯性和準(zhǔn)確性都需要改進(jìn)，上位機(jī)管理軟件也需要進(jìn)行相應(yīng)的更新，以達(dá)到真正的門機(jī)作業(yè)自動(dòng)化管理。此外，出于安全生產(chǎn)預(yù)警的需要，還要在門機(jī)工作區(qū)域安裝風(fēng)速報(bào)警儀，駕駛員可以實(shí)時(shí)看到風(fēng)速大小和報(bào)警狀態(tài)，并通過無線方式將實(shí)時(shí)風(fēng)速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室，方便門機(jī)隊(duì)長進(jìn)行作業(yè)調(diào)度。

二、 項(xiàng)目需求

    為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)的、方便的管理現(xiàn)在需要將門機(jī)稱重系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和風(fēng)速儀的數(shù)據(jù)一同傳到門機(jī)隊(duì)監(jiān)控中心，并且為了解決IC卡式數(shù)據(jù)傳輸方式的時(shí)滯，加強(qiáng)對(duì)門機(jī)工作的管理力度和工作過程中的事故防范能力，系統(tǒng)采用GPRS的無線數(shù)據(jù)傳輸方式，確保現(xiàn)場和管理中心所得到的數(shù)據(jù)的一致性，在工作現(xiàn)場配備智能終端，以便于實(shí)時(shí)采集、傳輸數(shù)據(jù)；在管理中心重新配備上位機(jī)數(shù)據(jù)管理軟件，接收現(xiàn)場工作數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)用戶管理、曲線顯示、報(bào)表打印、歷史數(shù)據(jù)記錄等功能。

目前主要亟待解決的是風(fēng)速儀數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)傳問題，原有風(fēng)速儀沒有數(shù)據(jù)輸出接口，由于設(shè)備陳舊全部換新。

三、 門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能及可執(zhí)行性設(shè)計(jì)

    根據(jù)項(xiàng)目需求情況整個(gè)系統(tǒng)被分成兩大部分，一部分是采集門吊裝置的現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)并在一定情況下自動(dòng)進(jìn)行超重報(bào)警，防止生產(chǎn)事故的發(fā)生。需要采集的作業(yè)數(shù)據(jù)有：門機(jī)號(hào)、司機(jī)工號(hào)、抓斗號(hào)、船名、累計(jì)抓斗次數(shù)、每次抓斗重量、累計(jì)重量、超重報(bào)警次數(shù)、現(xiàn)場工作環(huán)境的實(shí)時(shí)風(fēng)速；另一部分是上位機(jī)，它實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、顯示以及曲線顯示、報(bào)表打印輸出等信息管理工作和進(jìn)行特殊情況預(yù)警。  

    現(xiàn)針對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改造，首先實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場風(fēng)速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集并通過GPRS方式發(fā)送到監(jiān)控中心，由于現(xiàn)有風(fēng)速儀設(shè)備陳舊且不具有數(shù)據(jù)輸出接口功能，需要進(jìn)行更換，采用帶有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出接口的風(fēng)速變送器，并將其與威控科技智能遠(yuǎn)程測控終端RTU-2600相連接，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)速數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)無線傳輸，根據(jù)對(duì)現(xiàn)場情況的勘察，我公司完全有技術(shù)能力對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

    解決方案為將系統(tǒng)內(nèi)部單片機(jī)更換為我公司新型可編程遠(yuǎn)程測控終端RTU-2600，現(xiàn)場傳感設(shè)備根據(jù)新舊情況可選擇保留或更換，改進(jìn)后的系統(tǒng)廢去原有的IC卡裝置，現(xiàn)場信息數(shù)碼管顯示裝置。配備RTU-2600和HMI-3800實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的智能化采集與無線傳輸以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示和操作。同時(shí)，更換上位機(jī)信息管理軟件，以與改進(jìn)后的設(shè)備進(jìn)行通訊。

3.2  門機(jī)操作現(xiàn)場設(shè)計(jì)：

3.2.1 現(xiàn)場作業(yè)流程

１） 門機(jī)駕駛員上班，打開電源，按上班鍵（記錄上班時(shí)間），輸入工號(hào)（記錄駕駛員）、抓斗號(hào)、船名（船名頭三字拼音首字母）、裝/卸（記錄本班次的作業(yè)類別）；

２） 司機(jī)開始作業(yè)，智能無線測控終端通過稱重傳感器傳來的重量信號(hào)和過岸開關(guān)傳來的信號(hào)判斷作業(yè)是否有效、（如稱重傳感器傳來重量信號(hào)而過岸開關(guān)不傳信號(hào)，則判斷司機(jī)作業(yè)存在作弊行為，作業(yè)無效，不向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)；如稱重傳感器傳來重量信號(hào)且過岸開關(guān)傳送信號(hào)，則判斷司機(jī)作業(yè)正常，作業(yè)有效，向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)。）自動(dòng)記錄每次作業(yè)的船名、貨種、作業(yè)種類、毛重，且每次抓斗作業(yè)完成后，通過過岸開關(guān)傳送的信號(hào)判斷作業(yè)次數(shù)，進(jìn)行累計(jì)，在現(xiàn)場顯示，并發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心軟件接收并記錄數(shù)據(jù)；

３） 司機(jī)作業(yè)過程中，智能終端將每次作業(yè)的毛重?cái)?shù)據(jù)和累計(jì)計(jì)算的作業(yè)次數(shù)輸送到數(shù)碼顯示屏幕上顯示；如下圖

４） 如果作業(yè)中貨物超重，智能終端輸出報(bào)警信號(hào)給蜂鳴報(bào)警裝置進(jìn)行現(xiàn)場超重告警，數(shù)字顯示屏上的“超重告警”紅燈亮，提示現(xiàn)場工作人員；

５） 司機(jī)本班次作業(yè)完成后，按下班鍵，智能終端傳送下班信號(hào)回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心軟件收到下班信號(hào)后自動(dòng)結(jié)算本門機(jī)本班次的作業(yè)次數(shù)，計(jì)算累計(jì)作業(yè)的凈重量；

3.2.2現(xiàn)場顯示屏數(shù)據(jù)及告警指示：

具體超重告警設(shè)置：

輕微級(jí)、嚴(yán)重級(jí)超重告警： 超重告警指示燈亮，蜂鳴告警器不響。

（輕微級(jí)、嚴(yán)重級(jí)超重告警，稱重傳感器傳送重量值，智能測控終端判斷是否輕微級(jí)、嚴(yán)重級(jí)超重，如果重量值屬于輕微級(jí)、嚴(yán)重級(jí)超重告警范圍，智能測控終端判斷此次作業(yè)有效，不向負(fù)荷控制開關(guān)發(fā)送閉合信號(hào)，門機(jī)可以正常作業(yè)，同時(shí)，提示駕駛員超重重量值，并點(diǎn)亮告警指示燈提醒駕駛員再此作業(yè)需要注意防止超重。）

禁止級(jí)超重告警： 超重告警燈亮，蜂鳴告警器同時(shí)響。

（禁止級(jí)超重告警，稱重傳感器傳送重量值，智能測控終端判斷是否禁止級(jí)嚴(yán)重超重，如果是，向負(fù)荷控制開關(guān)傳送閉合信號(hào)，負(fù)荷控制開關(guān)閉合，門機(jī)過岸設(shè)備停止工作，同時(shí)，點(diǎn)亮告警指示燈，開啟蜂鳴器10秒，提醒駕駛員作業(yè)禁止。智能測控終端不發(fā)送數(shù)據(jù)回監(jiān)控中心。）

3.3  門機(jī)隊(duì)部管理調(diào)度中心軟件：

(1) 軟件采用c/s構(gòu)架，通過安裝客戶端和用戶權(quán)限設(shè)置實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部相關(guān)部門安全的對(duì)數(shù)據(jù)庫訪問、查詢、處理;

(2) 數(shù)據(jù)庫放置在專門的中心服務(wù)器中,服務(wù)器設(shè)置開機(jī)密碼,數(shù)據(jù)庫登錄密碼,確保上位機(jī)的數(shù)據(jù)安全性;

(3) 有數(shù)據(jù)訪問需求的部門安裝門機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)客戶端,客戶端提供人性化的數(shù)據(jù)顯示界面、數(shù)據(jù)庫訪問接口、方便的數(shù)據(jù)查詢、輸出、報(bào)表打印、曲線顯示等功能；

(4) 門機(jī)安全管理系統(tǒng)提供工作參量的數(shù)字顯示、曲線顯示；

(5) 管理員通過對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問權(quán)限設(shè)置（分為：數(shù)據(jù)庫管理員、數(shù)據(jù)操作員、數(shù)據(jù)訪問者），實(shí)行數(shù)據(jù)庫分級(jí)、分部門管理，達(dá)到安全地分配數(shù)據(jù)庫資源的目的；

(6) 門機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)具有歷史數(shù)據(jù)庫查詢功能，可以通過輸入查詢條件（時(shí)間、門機(jī)號(hào)、駕駛員工號(hào)）來查詢歷史作業(yè)數(shù)據(jù)；

(7) 監(jiān)控中心門機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)客戶端具有抓斗管理模塊，數(shù)據(jù)庫管理員可以添加／刪除抓斗（抓斗編號(hào)、抓斗重量、添加日期、操作員等信息）；

(8) 門機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)可以自動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間生成月報(bào)表，季報(bào)表，年報(bào)表，并提供報(bào)表打印輸出接口。