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。另外，門機工作狀態的檢測采用檢測人員定期到門機現場采集，不能夠實時獲得門機的工作狀態，也就不能對門機進行針對性的維修，造成了人力物力的浪費。 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以及門機工作狀態檢測，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和門機工作狀態信息傳輸到監控室，方便門機管理部門進行作業調度和設備維修。 為了實現科學的、方便的管理，現在需要將門機稱重系統、風速儀以及門機工作狀態信息數據一同實時傳到門機隊監控中心，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 RTU-2600智能終端，以便于實時采集、傳輸數據；配備HMI-3800人機界面供門機司機進行操作；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。 二、需求分析 1、風速 （1）、自駕駛員打開電源的同時，無線終端每2分鐘傳送現場風速數據到監控中心。且現場通過數碼管顯示器顯示實時風速； （2）、現場智能終端檢測到風速信號達到警戒線時，通過開關量輸出接口給現場的蜂鳴報警裝置發送“開”的信號，蜂鳴報警裝置發出報警聲音，數字顯示屏上的“風速告警”紅燈閃爍，提醒門機駕駛員注意； （3）、風速數據傳輸到監控中心后，記錄在風速數據庫上，并可以顯示風速實時曲線和歷史曲線； （4）、一旦發生風速預警情況，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措施。 2、稱重 （1）、可以實時顯示并上傳稱重數據，自動去皮。 （2）、可以設置并進行稱重報警。 3、門機狀態檢測 （1）、可以定時或主動上傳門機狀態信息，狀態信息取自門機控制系統的PLC； （2）、當門機出現故障時可以報警。 4、現場智能終端 （1）、用戶界面清楚、簡單易學，操作方便； （2）、現場智能終端內具有準確的內部時鐘、日歷； （3）、駕駛員上下班記錄； （4）、每次抓貨作業記錄； （5）、自行設定超重報警值，風速報警值、門機號、駕駛員工號； （6）、門機作業數據現場顯示； （7）、設置服務器IP地址； （8）、當無線網絡出現故障能夠短信報警； 5、客戶端軟件 （1）、稱重數據的數據庫存儲及顯示 （2）、工資報表； （3）、單船作業量報表； （4）、故障報表； （5）、實時和歷史風速曲線顯示； （6）、用戶權限設置； （7）、預警提示； （8）、數據庫查詢； （9）、打印功能 （10）、人性化信息管理軟件界面，方便管理人員對門機數據的管理、分析。 三、 系統設計  2.1 系統組成 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、累計抓斗次數、每次抓貨重量、累計重量、超重報警次數、現場工作環境的實時風速、門機工作狀態信息；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。 現場信息采集傳輸部分使用威控科技可編程遠程測控終端 RTU-2600，將采集到的數據通過GPRS實時傳輸到門機隊的服務器，現場信息顯示采用數碼管顯示，操作人機界面使用HMI-3800。上位機信息管理軟件采用C/S架構，數據庫是用SQL，通訊機和管理軟件采用VB.NET編制。 2.2、系統示意圖 2.3 數據傳輸方式 RTU-2600采集收集到的數據直接通過GPRS方式傳送到監控中心。 2.4、系統硬件構成及其作用 1、智能無線遠程測控終端RTU-2600 RTU- 2600可編程遠程測控終端將采集、控制、通訊三種功能合為一體，實現對數據的采集和傳輸，它是整個系統的前端核心。利用自身所具有的開關量和模擬量數據采集接口采集數據，并通過自身所配備的GPRS無線通訊模塊將數據發送至遠端監控中心。由于此智能終端提供了方便的二次開發C語言平臺，可以開發各種復雜的算法并且可與組態軟件的無縫連接。我們通過智能終端內部的編程可以將傳感器傳輸上來的數據進行一些處理再發送至遠端管理中心，并且實現間歇性數據傳輸，降低數據傳輸的流量資費。 2、操作終端——-HMI-3800 3.8寸藍底白字醒目液晶屏幕顯示，面板上8個操作按鍵，可以對終端的信息進行設置，如監控中心的IP地址，門機號，稱重超重報警值，風速報警值等；另外門機司機的操作也是在HMI-3800上進行 3、現場數據顯示屏 數碼管顯示，顯示實時的作業信息和報警信息。 輕微級超重告警：超重告警指示燈亮，蜂鳴告警器不響。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次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。負荷控制開關閉合，門機停止工作，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。 一般級風速告警（>15m/s）：風速告警燈亮，蜂鳴告警器不響。風俗>15m/s時風速告警燈亮，蜂鳴告警器不響，提示駕駛員風速過大作業需要注意防止超重。 嚴重級風速告警（>17.1m/s）風速告警燈亮，蜂鳴告警器同時響。風速>17.1m/s時，向負荷控制開關傳送閉合信號，門機停止工作，風速告警燈亮，蜂鳴告警器同時響，提示駕駛員風速過大不能繼續作業，且在風速降低之前的作業均視為無效，同時監控中心軟件進行風速報警，提示調度班長作出相應的事故防范措施，待風速達到安全工作范圍后，開啟門機過岸開關，門機恢復正常工作。 4、門吊稱重系統主要數據采集設備 （1）、稱重傳感器，采用兩個BK-1A型拉式傳感器并聯方式采集稱重信號，即可使稱重信號更準確，也可以起到熱備的作用。 （2）、過岸開關，采用2個12V信號過岸開關，可以更準確地進行作業次數的計算，也可以起到熱備的作用。 （3）、風速儀，結合港口實際情況選擇機械式脈沖輸出風速儀，量程為0-30m/s。 三、現場操作流程 1、門機駕駛員上班，按上班鍵（記錄上班時間，系統較時），輸入工號（記錄駕駛員。 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，自動記錄每次作業的凈重，作業次數，凈重累計，并發送至監控中心； 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； 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、如果需要吊裝機械或者門機出現故障，在人機界面上按下對應的操作健即可進行相應操作，智能終端將自動記錄操作并實時上傳給監控中心； 6、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； 四、 門機信息管理系統客戶端軟件 4.1系統登陸 4.2用戶管理 4.3門機管理 4.4司機檔案管理 4.5稱重數據管理 4.6稱重直方圖 4.7司機操作信息 4.8司機工資報表 4.9門機故障報表 4.10風速歷史曲線