一、 項目背景

    原有系統裝在20多臺門機（門吊）上，目前已經安裝了稱重數據采集系統（單片機開發），采用IC卡式數據傳輸方式，主要是采集門機駕駛員作業量，采集的數據信息有上下班記錄、抓斗作業次數、每次重量、累計重量、超重報警次數等數據。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據。門機管理隊配備管理軟件，對作業數據進行匯總，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。

  原有系統數據傳輸的時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，并通過無線方式將實時風速數據傳輸到監控室，方便門機隊長進行作業調度。

二、 項目需求

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

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

三、 門式起重機安全監控管理系統設計

3.1 系統功能及可執行性設計

    根據項目需求情況整個系統被分成兩大部分，一部分是采集門吊裝置的現場作業數據并在一定情況下自動進行超重報警，防止生產事故的發生。需要采集的作業數據有：門機號、司機工號、抓斗號、船名、累計抓斗次數、每次抓斗重量、累計重量、超重報警次數、現場工作環境的實時風速；另一部分是上位機，它實現對數據的接收、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。  

    現針對原有系統進行改造，首先實現現場風速的實時數據采集并通過GPRS方式發送到監控中心，由于現有風速儀設備陳舊且不具有數據輸出接口功能，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，能夠實現對風速數據的實時無線傳輸，根據對現場情況的勘察，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，改進后的系統廢去原有的IC卡裝置，現場信息數碼管顯示裝置。配備RTU-2600和HMI-3800實現了數據的智能化采集與無線傳輸以及現場數據顯示和操作。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  門機操作現場設計：

3.2.1 現場作業流程

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（記錄本班次的作業類別）；

２） 司機開始作業，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，則判斷司機作業存在作弊行為，作業無效，不向監控中心發送數據；如稱重傳感器傳來重量信號且過岸開關傳送信號，則判斷司機作業正常，作業有效，向監控中心發送數據。）自動記錄每次作業的船名、貨種、作業種類、毛重，且每次抓斗作業完成后，通過過岸開關傳送的信號判斷作業次數，進行累計，在現場顯示，并發送至監控中心，監控中心軟件接收并記錄數據；

３） 司機作業過程中，智能終端將每次作業的毛重數據和累計計算的作業次數輸送到數碼顯示屏幕上顯示；如下圖

４） 如果作業中貨物超重，智能終端輸出報警信號給蜂鳴報警裝置進行現場超重告警，數字顯示屏上的“超重告警”紅燈亮，提示現場工作人員；

５） 司機本班次作業完成后，按下班鍵，智能終端傳送下班信號回監控中心，監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次數，計算累計作業的凈重量；

3.2.2現場顯示屏數據及告警指示：

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有效，不向負荷控制開關發送閉合信號，門機可以正常作業，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，提醒駕駛員作業禁止。智能測控終端不發送數據回監控中心。）

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公司內部相關部門安全的對數據庫訪問、查詢、處理;

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

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

(4) 門機安全管理系統提供工作參量的數字顯示、曲線顯示；

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

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

(7) 監控中心門機作業管理系統客戶端具有抓斗管理模塊，數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) 門機作業管理系統可以自動根據系統時間生成月報表，季報表，年報表，并提供報表打印輸出接口。