一、 項目背景

    原有系統(tǒng)裝在20多臺門機（門吊）上，目前已經安裝了稱重數(shù)據采集系統(tǒng)（單片機開發(fā)），采用IC卡式數(shù)據傳輸方式，主要是采集門機駕駛員作業(yè)量，采集的數(shù)據信息有上下班記錄、抓斗作業(yè)次數(shù)、每次重量、累計重量、超重報警次數(shù)等數(shù)據。每次司機上班到門機后，就插上IC卡，下班后拔出卡，送到門機隊電腦上讀取數(shù)據。門機管理隊配備管理軟件，對作業(yè)數(shù)據進行匯總，分析，出報表。但由于軟件構件缺乏科學性和合理性而且數(shù)據采集錯誤的情況比較嚴重，導致管理軟件并未起到應有的作用。

  原有系統(tǒng)數(shù)據傳輸?shù)臅r滯性和準確性都需要改進，上位機管理軟件也需要進行相應的更新，以達到真正的門機作業(yè)自動化管理。此外，出于安全生產預警的需要，還要在門機工作區(qū)域安裝風速報警儀，駕駛員可以實時看到風速大小和報警狀態(tài)，并通過無線方式將實時風速數(shù)據傳輸?shù)奖O(jiān)控室，方便門機隊長進行作業(yè)調度。

二、 項目需求

    為了實現(xiàn)科學的、方便的管理現(xiàn)在需要將門機稱重系統(tǒng)的數(shù)據和風速儀的數(shù)據一同傳到門機隊監(jiān)控中心，并且為了解決IC卡式數(shù)據傳輸方式的時滯，加強對門機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)據傳輸方式，確保現(xiàn)場和管理中心所得到的數(shù)據的一致性，在工作現(xiàn)場配備智能終端，以便于實時采集、傳輸數(shù)據；在管理中心重新配備上位機數(shù)據管理軟件，接收現(xiàn)場工作數(shù)據，并實現(xiàn)用戶管理、曲線顯示、報表打印、歷史數(shù)據記錄等功能。

目前主要亟待解決的是風速儀數(shù)據的采集和遠傳問題，原有風速儀沒有數(shù)據輸出接口，由于設備陳舊全部換新。

三、 門式起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)功能及可執(zhí)行性設計

    根據項目需求情況整個系統(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)據并在一定情況下自動進行超重報警，防止生產事故的發(fā)生。需要采集的作業(yè)數(shù)據有：門機號、司機工號、抓斗號、船名、累計抓斗次數(shù)、每次抓斗重量、累計重量、超重報警次數(shù)、現(xiàn)場工作環(huán)境的實時風速；另一部分是上位機，它實現(xiàn)對數(shù)據的接收、存儲、顯示以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和進行特殊情況預警。  

    現(xiàn)針對原有系統(tǒng)進行改造，首先實現(xiàn)現(xiàn)場風速的實時數(shù)據采集并通過GPRS方式發(fā)送到監(jiān)控中心，由于現(xiàn)有風速儀設備陳舊且不具有數(shù)據輸出接口功能，需要進行更換，采用帶有標準信號輸出接口的風速變送器，并將其與威控科技智能遠程測控終端RTU-2600相連接，能夠實現(xiàn)對風速數(shù)據的實時無線傳輸，根據對現(xiàn)場情況的勘察，我公司完全有技術能力對其進行改進。

    解決方案為將系統(tǒng)內部單片機更換為我公司新型可編程遠程測控終端RTU-2600，現(xiàn)場傳感設備根據新舊情況可選擇保留或更換，改進后的系統(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實現(xiàn)了數(shù)據的智能化采集與無線傳輸以及現(xiàn)場數(shù)據顯示和操作。同時，更換上位機信息管理軟件，以與改進后的設備進行通訊。

3.2  門機操作現(xiàn)場設計：

3.2.1 現(xiàn)場作業(yè)流程

１） 門機駕駛員上班，打開電源，按上班鍵（記錄上班時間），輸入工號（記錄駕駛員）、抓斗號、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和過岸開關傳來的信號判斷作業(yè)是否有效、（如稱重傳感器傳來重量信號而過岸開關不傳信號，則判斷司機作業(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；如稱重傳感器傳來重量信號且過岸開關傳送信號，則判斷司機作業(yè)正常，作業(yè)有效，向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據。）自動記錄每次作業(yè)的船名、貨種、作業(yè)種類、毛重，且每次抓斗作業(yè)完成后，通過過岸開關傳送的信號判斷作業(yè)次數(shù)，進行累計，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；

３） 司機作業(yè)過程中，智能終端將每次作業(yè)的毛重數(shù)據和累計計算的作業(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，智能終端輸出報警信號給蜂鳴報警裝置進行現(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） 司機本班次作業(yè)完成后，按下班鍵，智能終端傳送下班信號回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心軟件收到下班信號后自動結算本門機本班次的作業(yè)次數(shù)，計算累計作業(yè)的凈重量；

3.2.2現(xiàn)場顯示屏數(shù)據及告警指示：

具體超重告警設置：

輕微級、嚴重級超重告警： 超重告警指示燈亮，蜂鳴告警器不響。

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

禁止級超重告警： 超重告警燈亮，蜂鳴告警器同時響。

（禁止級超重告警，稱重傳感器傳送重量值，智能測控終端判斷是否禁止級嚴重超重，如果是，向負荷控制開關傳送閉合信號，負荷控制開關閉合，門機過岸設備停止工作，同時，點亮告警指示燈，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)據回監(jiān)控中心。）

3.3  門機隊部管理調度中心軟件：

(1) 軟件采用c/s構架，通過安裝客戶端和用戶權限設置實現(xiàn)公司內部相關部門安全的對數(shù)據庫訪問、查詢、處理;

(2) 數(shù)據庫放置在專門的中心服務器中,服務器設置開機密碼,數(shù)據庫登錄密碼,確保上位機的數(shù)據安全性;

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

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

(5) 管理員通過對數(shù)據庫進行訪問權限設置（分為：數(shù)據庫管理員、數(shù)據操作員、數(shù)據訪問者），實行數(shù)據庫分級、分部門管理，達到安全地分配數(shù)據庫資源的目的；

(6) 門機作業(yè)管理系統(tǒng)具有歷史數(shù)據庫查詢功能，可以通過輸入查詢條件（時間、門機號、駕駛員工號）來查詢歷史作業(yè)數(shù)據；

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

(8) 門機作業(yè)管理系統(tǒng)可以自動根據系統(tǒng)時間生成月報表，季報表，年報表，并提供報表打印輸出接口。