港口設(shè)備信息化管理是港口設(shè)備先進(jìn)程度的標(biāo)志，也是港口設(shè)備管理的必然趨勢。作為港口設(shè)備信息化建設(shè)重要組成的起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，是指通過通訊系統(tǒng)對現(xiàn)場起重設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)集中和高層監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、社會等資源的優(yōu)化配置。本文提出的大型起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，匯集了振華重工以及振華電氣多年在全世界港口之經(jīng)驗(yàn)，不僅包含起重機(jī)實(shí)時監(jiān)視、故障診斷、設(shè)備維護(hù)管理等領(lǐng)域的技術(shù)成果，而且還充分利用了實(shí)時控制和過程自動化理論，以及現(xiàn)代通訊技術(shù)、軟件技術(shù)等，使系統(tǒng)功能更加豐富，更加人性化。系統(tǒng)采用振華重工電氣公司自主研發(fā)的組態(tài)軟件ZPMCSCADA開發(fā)而成，利用現(xiàn)代光纖和無線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對碼頭起重機(jī)設(shè)備重要狀態(tài)和故障信息的遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時記錄更新設(shè)備產(chǎn)量及運(yùn)行統(tǒng)計等數(shù)據(jù)，并提供詳細(xì)、豐富的統(tǒng)計報表。具有組網(wǎng)靈活、進(jìn)口開放等特點(diǎn)，并提供WEB瀏覽、冗余服務(wù)器等功能選項(xiàng)，滿足用戶在擴(kuò)展性、可靠性以及互聯(lián)性等方面的要求。

1起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)概述

1．1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)需求，溫州港集團(tuán)6個專業(yè)碼頭監(jiān)控室各配置一臺獨(dú)立的服務(wù)器，安裝定制的碼頭起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過碼頭內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)收集各起重機(jī)設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)。另外，在溫州港集團(tuán)監(jiān)控中心設(shè)置集團(tuán)遠(yuǎn)程起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過專線同各碼頭的遠(yuǎn)程起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)相連，組成實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)在港務(wù)局服務(wù)器上配置了短消息發(fā)送設(shè)備，通過設(shè)定，當(dāng)有重要故障發(fā)生時，可以直接把故障信息以短信形式發(fā)送到碼頭維修人員的手機(jī)上。根據(jù)需求，各個碼頭的每個起重機(jī)上都配置一個CMS網(wǎng)關(guān)硬件。在CMS網(wǎng)關(guān)上安裝ZPMCOPCSever，實(shí)時采集不同電控系統(tǒng)的起重機(jī)各種運(yùn)行信號和電能表信號，且轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)的Modbus數(shù)據(jù)格式。而位于碼頭監(jiān)控室的遠(yuǎn)程起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過無線局域網(wǎng)，同各CMS網(wǎng)關(guān)通訊，組成碼頭實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。通過在無線AP中的安全設(shè)定，限制只有服務(wù)器或者指定的電腦才允許連接到起重機(jī)局域網(wǎng)，從而保證PLC安全。

1．2系統(tǒng)功能模塊

1)實(shí)時狀態(tài)監(jiān)視、能監(jiān)視起重機(jī)電氣、機(jī)械、液壓等系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)。起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)所提供的信息、狀態(tài)、圖形和數(shù)據(jù)簡單易懂，且按起重機(jī)機(jī)構(gòu)及主要部件單獨(dú)呈現(xiàn)實(shí)時狀態(tài)。

2)故障監(jiān)視實(shí)時故障會在起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的顯著位置顯示，并伴有聲音和感官上的提醒。故障根據(jù)不同等級分別以不同顏色區(qū)分，用戶可以自由設(shè)定故障等級，提供歷史故障。用戶可以通過設(shè)定篩選條件查詢故障，并可以將查詢結(jié)果導(dǎo)出到Excel文件中。提供短消息通知功能，可以按故障設(shè)置，按故障區(qū)域設(shè)置對應(yīng)的消息接收人員。

3)歷史回放提供1年之內(nèi)全畫面歷史回放功能，再現(xiàn)歷史時刻的運(yùn)行狀態(tài)。各碼頭RCMS系統(tǒng)所采集的所有PLC相關(guān)數(shù)據(jù)記錄到實(shí)時數(shù)據(jù)庫，并可以通過CMS各個監(jiān)控畫面，實(shí)現(xiàn)全畫面歷史回放，重現(xiàn)起重機(jī)過去任意時間段的運(yùn)行情況，對于重大事故責(zé)任追查具有十分重要的意義。

4)生產(chǎn)報表①產(chǎn)量報表對于集裝箱起重機(jī)，根據(jù)日期、時間段、班組來統(tǒng)計箱量(自然箱和標(biāo)準(zhǔn)箱)?？筛鶕?jù)不同尺寸、不同質(zhì)量進(jìn)行分組統(tǒng)計；對于集裝箱起重機(jī)，能列出選擇時段內(nèi)的每一條吊箱記錄，包括抓箱時間、放箱時間、質(zhì)量、小車位置、起升位置等詳細(xì)信息；對于門機(jī)等起重機(jī)設(shè)備，可以根據(jù)日期、時間段和班組來統(tǒng)計抓斗次數(shù)、平均每斗質(zhì)量等。②性能報表統(tǒng)計選擇時段內(nèi)的機(jī)構(gòu)運(yùn)行時間、整機(jī)運(yùn)行時間、占用時間、操作時間、空閑時間；統(tǒng)計選擇時段內(nèi)機(jī)器重要性能指標(biāo)(如平均故障間隔箱量、總體完好率、操作完好率、總體利用率、故障停機(jī)率、計劃維護(hù)率)。③控制合報表列出指定時間段內(nèi)控制合操作時間和每次控制合持續(xù)時間。④路報表列出指定時間段內(nèi)旁路操作的具體時間。所有報表皆有保存(excel、esv、txt格式)和打印功能。

5)重要操作記錄記錄司機(jī)所有控制臺操作并提供查詢統(tǒng)計功能；記錄重要的旁路操作并提供查詢統(tǒng)計功能。

6)電能管理實(shí)現(xiàn)電能量遠(yuǎn)程采集和自動抄表。電能相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄及統(tǒng)計自動完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，同起重機(jī)實(shí)際使用電量情況相符。電能分析軟件可對采集到的電表數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，分析能耗趨勢，并采用直觀的圖示更好地向工程人員反映能耗的情況。電能采集管理軟件可以增加起重機(jī)操作員的信息，并統(tǒng)計出操作員的工作能耗，將操作員的績效獎金同能耗掛鉤，方便對員工的考核。電表精度達(dá)到0．5S級以上。

7)維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)提供制動器、限位、鋼絲繩等部件的維護(hù)保養(yǎng)時間統(tǒng)計。用戶可自行添加所需的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)。到達(dá)用戶設(shè)定使用次數(shù)或時間時，系統(tǒng)會自動發(fā)出警報提醒用戶更換。通過查詢起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)提供的維護(hù)保養(yǎng)頁面中的操作記錄，可以查看以往各項(xiàng)目的復(fù)位時間、添加維護(hù)項(xiàng)目、刪除維護(hù)項(xiàng)目及操作人員。起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)提供的維護(hù)工作記錄供維護(hù)人員輸入和保存某天進(jìn)行的具體維護(hù)工作內(nèi)容和人員信息。

8)起重機(jī)位置監(jiān)視通過給輪胎起重機(jī)安裝GPS裝置，實(shí)時獲取輪胎起重機(jī)位置信息，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，在監(jiān)視主畫面上顯示輪胎起重機(jī)實(shí)際位置。在獲取位置信息的基礎(chǔ)上，對輪胎起重機(jī)的行程進(jìn)行統(tǒng)計分析。

9)用戶管理登錄系統(tǒng)時進(jìn)行身份和權(quán)限檢驗(yàn)，用戶權(quán)限設(shè)置到子菜單；系統(tǒng)提供不短于8位的登錄密碼限制；系統(tǒng)提供登錄密碼有效期最長天數(shù)限制，效期最長天數(shù)可由系統(tǒng)管理員根據(jù)情況而定。建立運(yùn)行日志，記錄所有登錄詳情。

2、起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及特性

2．1oPC

此次項(xiàng)目涉及溫州港集團(tuán)總部下屬6個碼頭，起重機(jī)種類數(shù)量繁多，系統(tǒng)功能參差不齊，而且由不同廠商不同時期設(shè)計承建，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。本起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)采用振華重工電氣自主研發(fā)的ZPMCOPCServer，對大量且多樣數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控、處理，并將處理的結(jié)果生成起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)，并且為機(jī)械設(shè)備管理信息系統(tǒng)、三維地理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口。

2．2實(shí)時數(shù)據(jù)庫

在溫州港集團(tuán)總部下屬6個碼頭的服務(wù)器上分別數(shù)據(jù)一個EZHistorian，用來采集和貯存各自碼頭的所有起重機(jī)數(shù)據(jù)。在集團(tuán)總部服務(wù)器中部署一個總的實(shí)時數(shù)據(jù)庫，用來收集和貯存下屬6個碼頭的全部起重機(jī)實(shí)時數(shù)據(jù)。