［摘要］本方案介紹了某港口集團(tuán)下屬門機(jī)隊作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際情況以及所面臨的一些問題，針對目前的生產(chǎn)和管理相對落后的狀況提出了有效的改進(jìn)策略。應(yīng)用改造后的門機(jī)管理系統(tǒng)采用威控科技RTU-2600智能無線遠(yuǎn)程測控終端作為系統(tǒng)硬件核心，采用基于MICROSOFT ACCESS數(shù)據(jù)庫和VB開發(fā)的門機(jī)作業(yè)管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)信息管理和操作，實(shí)現(xiàn)了門機(jī)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集和無線傳輸，并通過中控室的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理軟件完成對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的科學(xué)的、有效的管理，從而實(shí)現(xiàn)門機(jī)作業(yè)自動化、信息化,提高港口行業(yè)競爭力。
目錄
1． 公司簡介及業(yè)績展示………………………………………………………...3
1.1 公司簡介…………..……………………………………………………3
1.2 業(yè)績展示…………..……………………………………………………3
2． 項目背景………………………………………………………………………4
3． 項目需求………………………………………………………………………4
4． 系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………………5
4.1 系統(tǒng)功能設(shè)計…………………………………………………………5
4.2 門機(jī)操作現(xiàn)場設(shè)計……………………………………………………5
4.3 門機(jī)隊部管理調(diào)度中心軟件…………………………………………7
4.4 風(fēng)速儀數(shù)據(jù)采集、顯示、預(yù)警設(shè)計……………………………………7
5． 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及其作用………………………………………………………9
6． 設(shè)備連接及通訊示意圖…………………………………………………….13
6.1 設(shè)備連接示意圖……………………………………………………..13
6.2數(shù)據(jù)傳輸方式…..…………………………………………………….13
7． 門機(jī)信息管理系統(tǒng)………………………………………………………….14
8． 關(guān)于系統(tǒng)整體可執(zhí)行性和安全性的描述………………………………….17
9． 項目報價…………………………………………………………………….18
一 、公司簡介及業(yè)績展示
1.1公司簡介
北京威控科技發(fā)展有限公司（Beijing Vcontrol Technology Development Co., Ltd.）是一家專業(yè)從事嵌入式遠(yuǎn)程測控的中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)。公司自成立以來，一直本著“合作、誠信、篤實(shí)、創(chuàng)新”的經(jīng)營理念，致力于嵌入式遠(yuǎn)程測控領(lǐng)域，為客戶提供高質(zhì)量、低成本的嵌入式遠(yuǎn)程測控解決方案和服務(wù)。 　　威控科技擁有一流的管理團(tuán)隊、技術(shù)團(tuán)隊和銷售團(tuán)隊，以及人性化的技術(shù)支持和完備的文檔體系。近年來公司規(guī)模不斷擴(kuò)大，依靠領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢、可靠的產(chǎn)品質(zhì)量，全面快捷的售后服務(wù)以及良好信譽(yù)，博得廣大用戶的贊許及國內(nèi)外合作伙伴的信任。
憑借技術(shù)創(chuàng)新不斷前進(jìn)的威控科技遵循著中國工控市場發(fā)展的方向，開發(fā)出滿足市場需求、行業(yè)競爭力強(qiáng)的基于Web Enable的嵌入式遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，從而填補(bǔ)了國內(nèi)在遠(yuǎn)程測控行業(yè)市場上的空白。
1.2 公司業(yè)績展示
物流及倉儲管理領(lǐng)域
濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)計量處 物資進(jìn)出口計量監(jiān)控管理系統(tǒng)
濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)計量處 物流信息綜合管理系統(tǒng)
濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)計量處 能源計量綜合管理系統(tǒng)
二、 項目背景
原有系統(tǒng)裝在20多臺門機(jī)（門吊）上，目前已經(jīng)安裝了稱重數(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、累計重量、超重報警次數(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)隊電腦上讀取數(shù)據(jù)。門機(jī)管理隊配備管理軟件，對作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析，出報表。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)速報警儀，駕駛員可以實(shí)時看到風(fēng)速大小和報警狀態(tài)，并通過無線方式將實(shí)時風(fēng)速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室，方便門機(jī)隊長進(jìn)行作業(yè)調(diào)度。
三、 項目需求
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)隊監(jiān)控中心，并且為了解決IC卡式數(shù)據(jù)傳輸方式的時滯，加強(qiáng)對門機(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。
四、 系統(tǒng)設(shè)計
4.1 系統(tǒng)功能及可執(zhí)行性設(shè)計
根據(jù)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(jù)并在一定情況下自動進(jìn)行超重報警，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、司機(jī)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(shí)時風(fēng)速；另一部分是上位機(jī)，它實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)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(jìn)行特殊情況預(yù)警。
現(xiàn)針對原有系統(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)對風(fēng)速數(shù)據(jù)的實(shí)時無線傳輸，根據(jù)對現(xiàn)場情況的勘察，我公司完全有技術(shù)能力對其進(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，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。
4.2 門機(jī)操作現(xiàn)場設(shè)計：
4.2.1 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(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和過岸開關(guān)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(guān)不傳信號，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且過岸開關(guān)傳送信號，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)傳送的信號判斷作業(yè)次數(shù)，進(jìn)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(jù)；
３） 司機(jī)作業(yè)過程中，智能終端將每次作業(yè)的毛重數(shù)據(jù)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(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回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心軟件收到下班信號后自動結(jié)算本門機(jī)本班次的作業(yè)次數(shù)，計算累計作業(yè)的凈重量；
4.2.2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、嚴(yán)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(yán)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(yán)重級超重，如果重量值屬于輕微級、嚴(yán)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(fù)荷控制開關(guān)發(fā)送閉合信號，門機(jī)可以正常作業(yè)，同時，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(yán)重超重，如果是，向負(fù)荷控制開關(guān)傳送閉合信號，負(fù)荷控制開關(guān)閉合，門機(jī)過岸設(shè)備停止工作，同時，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。）
4.3 門機(jī)隊部管理調(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、報表打印、曲線顯示等功能；
(4) 門機(jī)作業(yè)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(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、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（時間、門機(jī)號、駕駛員工號）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、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)可以自動根據(jù)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；
4.4 風(fēng)速儀數(shù)據(jù)采集、顯示、預(yù)警設(shè)計：
4.4.1風(fēng)速儀數(shù)據(jù)采集流程
(1) 自駕駛員打開電源的同時，無線終端每2分鐘左右傳送現(xiàn)場風(fēng)速數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。且現(xiàn)場通過數(shù)碼管顯示器顯示實(shí)時風(fēng)速；
(2) 現(xiàn)場智能終端檢測到風(fēng)速信號達(dá)到警戒線時，通過開關(guān)量輸出接口給現(xiàn)場的蜂鳴報警裝置發(fā)送“開”的信號，蜂鳴報警裝置發(fā)出報警聲音，數(shù)字顯示屏上的“風(fēng)速告警”紅燈閃爍，提醒門機(jī)駕駛員注意；
(3) 風(fēng)速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心后，記錄在風(fēng)速數(shù)據(jù)庫上，并在顯示屏上滾屏顯示每2分鐘的風(fēng)速；
(4) 一旦發(fā)生風(fēng)速預(yù)警情況，軟件通過聲音提示，圖片顯示等方式提醒管理人員做出相應(yīng)措施。4.4.2 現(xiàn)場顯示屏風(fēng)速告警指示：
具體風(fēng)速告警設(shè)置：
一般級風(fēng)速告警（>15m/s）：風(fēng)速告警燈亮，蜂鳴告警器不響。
（一般級風(fēng)速告警，智能測控終端通過風(fēng)速儀傳來的實(shí)時風(fēng)速數(shù)據(jù)判斷是否風(fēng)速告警，>15m/s時風(fēng)速告警燈亮，蜂鳴告警器不響，提示駕駛員風(fēng)速過大作業(yè)需要注意防止超重。）
嚴(yán)重級風(fēng)速告警（>17.1m/s）風(fēng)速告警燈亮，蜂鳴告警器同時響。
（嚴(yán)重級風(fēng)速告警，智能測控終端通過風(fēng)速儀傳來的實(shí)時風(fēng)速數(shù)據(jù)判斷是否風(fēng)速告警，>17.1m/s時，向負(fù)荷控制開關(guān)傳送閉合信號，門機(jī)停止工作，風(fēng)速告警燈亮，蜂鳴告警器同時響，提示駕駛員風(fēng)速過大不能繼續(xù)作業(yè)，且在風(fēng)速降低之前的作業(yè)均視為無效，同時監(jiān)控中心軟件進(jìn)行風(fēng)速報警，提示調(diào)度班長作出相應(yīng)的事故防范措施，待風(fēng)速達(dá)到安全工作范圍后，開啟門機(jī)過岸開關(guān)，門機(jī)恢復(fù)正常工作。）
五、 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及其作用
（不包括門吊本體及稱重傳感裝置、過岸開關(guān)、負(fù)荷控制開關(guān)）
（1）智能無線遠(yuǎn)程測控終端 RTU-2600-GPRS
TU-2600可編程遠(yuǎn)程測控終端將采集、控制、通訊三種功能合為一體，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和傳輸，它是整個系統(tǒng)的前端核心。利用自身所具有的開關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)采集接口采集數(shù)據(jù)，并通過自身所配備的GPRS無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)端監(jiān)控中心。由于此智能終端提供了方便的二次開發(fā)C語言平臺，可以開發(fā)各種復(fù)雜的算法并且可與組態(tài)軟件的無縫連接。我們通過智能終端內(nèi)部的編程可以將傳感器傳輸上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些處理再發(fā)送至遠(yuǎn)端管理中心，并且實(shí)現(xiàn)間歇性數(shù)據(jù)傳輸，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁抠Y費(fèi)。
根據(jù)原有稱重數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行改造升級,方法為淘汰原有系統(tǒng)內(nèi)部的單片機(jī)控制器采用RTU-2600作為系統(tǒng)的核心部件。將連接于單片機(jī)的傳感器等部件改接到RTU-2600上面。
（2）門吊稱重系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備
原由稱重傳感器設(shè)備與RTU-2600通過I/O接口直接相連。
I 數(shù)據(jù)輸入：
a. 傳感器信號輸入：（共3路模擬量、1路開關(guān)量信號輸入）
稱重傳感器A 模擬量信號輸入1路
稱重傳感器B 模擬量信號輸入1路
風(fēng)速變送器 模擬量信號輸入1路
過岸開關(guān) 開關(guān)量信號輸入1路
b. 駕駛員操作記錄數(shù)據(jù)輸入
II 數(shù)據(jù)輸出
a. 控制信號輸出：（共5路開關(guān)量信號輸出）
蜂鳴報警器信號輸出 開關(guān)量信號輸出1路
超重報警燈信號輸出 開關(guān)量信號輸出1路
風(fēng)速報警燈信號輸出 開關(guān)量信號輸出1路
數(shù)字顯示屏開關(guān)信號輸出 開關(guān)量信號輸出1路
負(fù)荷控制開關(guān)信號輸出 開關(guān)量信號輸出1路
b. 現(xiàn)場顯示設(shè)備數(shù)據(jù)輸出
（3）現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示、操作終端---HMI-3800
3.8寸藍(lán)底黃字醒目液晶屏幕顯示，面板上12個操作按鍵
（4）現(xiàn)場工作環(huán)境檢測設(shè)備—風(fēng)速變送器
參數(shù)表
產(chǎn)品用途：塔吊機(jī) 船舶 碼頭 石油平臺 環(huán)境保護(hù) 索道 氣象站
測量原理：機(jī)械式
測量范圍： 0-30m/s
輸出信號：脈沖
電　　源： DC12V供電(4-20ma),DC5V供電(脈沖)
測量精度： ±1 m/s
電位引線： 3線
外型尺寸： 210*210
（5）蜂鳴告警裝置
（6）數(shù)字顯示屏
（7）密封電器箱
六、 設(shè)備連接及通訊示意圖
6.1 設(shè)備連接示意圖
6.2 數(shù)據(jù)傳輸方式
RTU-2600采集收集到的數(shù)據(jù)直接通過GPRS方式傳送到監(jiān)控中心。
七、 門機(jī)信息管理系統(tǒng)
7.1 系統(tǒng)功能及特性
1、用戶界面清楚、簡單易學(xué)，操作方便；
2、面板鍵盤標(biāo)定，操作員可自行設(shè)定船名、抓斗號；
3、現(xiàn)場智能終端內(nèi)具有準(zhǔn)確的內(nèi)部時鐘、日歷；
4、駕駛員上下班記錄；
5、每次抓斗作業(yè)記錄；
6、自行設(shè)定超負(fù)荷值、門機(jī)號、抓斗、駕駛員工號；
7、門機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)現(xiàn)場顯示；
8、上位計算機(jī)信息管理軟件；
9、作業(yè)數(shù)據(jù)報表輸出；
10、實(shí)時風(fēng)速曲線顯示；
11、用戶權(quán)限設(shè)置；
12、預(yù)警提示；
13、無線數(shù)據(jù)傳輸；
14、數(shù)據(jù)庫條件查詢；
15、人性化信息管理軟件界面，方便管理人員對門機(jī)數(shù)據(jù)的管理、分析。
7.2 系統(tǒng)構(gòu)思及數(shù)據(jù)處理流程
數(shù)據(jù)管理軟件又稱為上位機(jī)監(jiān)控軟件主要完成數(shù)據(jù)的接收以及把所測數(shù)據(jù)制成報表進(jìn)行打印輸出，并能根據(jù)一些特殊情況自動進(jìn)行報警。這樣門機(jī)在起動、工況變化等情況下的參數(shù)變化情況及駕駛員出勤情況，可以很清楚地在報表或曲線圖中反映出來，確保準(zhǔn)確無誤地分析門吊工作狀況。
系統(tǒng)上位機(jī)信息管理軟件流程圖
7.3 部分門機(jī)信息管理軟件界面截圖
登陸界面
檔案管理
調(diào)度中心
風(fēng)速曲線
八、關(guān)于系統(tǒng)整體可執(zhí)行性和安全性的描述
系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備均選用達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)且適合港口安全作業(yè)規(guī)范的硬件產(chǎn)品，在電器外部加套密封電器箱，到達(dá)防風(fēng)、防潮、防塵的作用。
上位機(jī)管理軟件采用MICROSOFT 具有悠久歷史的ACCESS數(shù)據(jù)庫和VB可視化編程軟件來設(shè)計、構(gòu)架。
系統(tǒng)運(yùn)行由于采用GPRS無線數(shù)傳的方式，需要向中國移動交納GPRS信息流量費(fèi)用。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r現(xiàn)列無線運(yùn)行費(fèi)用如下：
GPRS月基本數(shù)據(jù)費(fèi) 5 元，流量 20MB ；超過按 0.01 元 /KB 計收。
注：以上數(shù)據(jù)來自北京移動通訊公司，如需外地服務(wù)，漫游費(fèi)請咨詢當(dāng)?shù)?860。