港口設備信息化管理是港口設備先進程度的標志，也是港口設備管理的必然趨勢。作為港口設備信息化建設重要組成的起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，是指通過通訊系統(tǒng)對現(xiàn)場起重設備進行監(jiān)測與控制，實現(xiàn)集中和高層監(jiān)控，從而實現(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，不僅包含起重機實時監(jiān)視、故障診斷、設備維護管理等領域的技術(shù)成果，而且還充分利用了實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)，實現(xiàn)對碼頭起重機設備重要狀態(tài)和故障信息的遠程監(jiān)控，及時記錄更新設備產(chǎn)量及運行統(tǒng)計等數(shù)據(jù)，并提供詳細、豐富的統(tǒng)計報表。具有組網(wǎng)靈活、進口開放等特點，并提供WEB瀏覽、冗余服務器等功能選項，滿足用戶在擴展性、可靠性以及互聯(lián)性等方面的要求。

1起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)概述

1．1網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

根據(jù)需求，溫州港集團6個專業(yè)碼頭監(jiān)控室各配置一臺獨立的服務器，安裝定制的碼頭起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過碼頭內(nèi)無線網(wǎng)絡收集各起重機設備實時數(shù)據(jù)。另外，在溫州港集團監(jiān)控中心設置集團遠程起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過專線同各碼頭的遠程起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)相連，組成實時監(jiān)控網(wǎng)絡。系統(tǒng)在港務局服務器上配置了短消息發(fā)送設備，通過設定，當有重要故障發(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上。根據(jù)需求，各個碼頭的每個起重機上都配置一個CMS網(wǎng)關硬件。在CMS網(wǎng)關上安裝ZPMCOPCSever，實時采集不同電控系統(tǒng)的起重機各種運行信號和電能表信號，且轉(zhuǎn)成標準的Modbus數(shù)據(jù)格式。而位于碼頭監(jiān)控室的遠程起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過無線局域網(wǎng)，同各CMS網(wǎng)關通訊，組成碼頭實時監(jiān)控網(wǎng)絡。通過在無線AP中的安全設定，限制只有服務器或者指定的電腦才允許連接到起重機局域網(wǎng)，從而保證PLC安全。

1．2系統(tǒng)功能模塊

1)實時狀態(tài)監(jiān)視、能監(jiān)視起重機電氣、機械、液壓等系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)。起重機安全監(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，且按起重機機構(gòu)及主要部件單獨呈現(xiàn)實時狀態(tài)。

2)故障監(jiān)視實時故障會在起重機安全監(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，用戶可以自由設定故障等級，提供歷史故障。用戶可以通過設定篩選條件查詢故障，并可以將查詢結(jié)果導出到Excel文件中。提供短消息通知功能，可以按故障設置，按故障區(qū)域設置對應的消息接收人員。

3)歷史回放提供1年之內(nèi)全畫面歷史回放功能，再現(xiàn)歷史時刻的運行狀態(tài)。各碼頭RCMS系統(tǒng)所采集的所有PLC相關數(shù)據(jù)記錄到實時數(shù)據(jù)庫，并可以通過CMS各個監(jiān)控畫面，實現(xiàn)全畫面歷史回放，重現(xiàn)起重機過去任意時間段的運行情況，對于重大事故責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，根據(jù)日期、時間段、班組來統(tǒng)計箱量(自然箱和標準箱)。可根據(jù)不同尺寸、不同質(zhì)量進行分組統(tǒng)計；對于集裝箱起重機，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、起升位置等詳細信息；對于門機等起重機設備，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)的機構(gòu)運行時間、整機運行時間、占用時間、操作時間、空閑時間；統(tǒng)計選擇時段內(nèi)機器重要性能指標(如平均故障間隔箱量、總體完好率、操作完好率、總體利用率、故障停機率、計劃維護率)。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)電能管理實現(xiàn)電能量遠程采集和自動抄表。電能相關數(shù)據(jù)的記錄及統(tǒng)計自動完成，數(shù)據(jù)準確，同起重機實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。電表精度達到0．5S級以上。

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

8)起重機位置監(jiān)視通過給輪胎起重機安裝GPS裝置，實時獲取輪胎起重機位置信息，經(jīng)網(wǎng)絡傳送到遠程服務器，在監(jiān)視主畫面上顯示輪胎起重機實際位置。在獲取位置信息的基礎上，對輪胎起重機的行程進行統(tǒng)計分析。

9)用戶管理登錄系統(tǒng)時進行身份和權(quán)限檢驗，用戶權(quán)限設置到子菜單；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。建立運行日志，記錄所有登錄詳情。

2、起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)關鍵技術(shù)及特性

2．1oPC

此次項目涉及溫州港集團總部下屬6個碼頭，起重機種類數(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計承建，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。本起重機安全監(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)進行采集、監(jiān)控、處理，并將處理的結(jié)果生成起重機安全監(jiān)控管理系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)，并且為機械設備管理信息系統(tǒng)、三維地理信息系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供標準的數(shù)據(jù)接口。

2．2實時數(shù)據(jù)庫

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