龍門吊遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘 要】造船企業(yè)龍門吊設(shè)備是造船企業(yè)最為重要的生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)研究利用OPC軟件對(duì)龍門吊PLC設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展現(xiàn)，最終達(dá)到對(duì)龍門吊設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 組態(tài)軟件 遠(yuǎn)程監(jiān)控

一、前言

龍門吊設(shè)備作為造船企業(yè)的對(duì)大型起重設(shè)備，它具有節(jié)能環(huán)保、可靠性高、起重能力大、維修保養(yǎng)工作量小、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作等優(yōu)點(diǎn)，是造船企業(yè)最重要的生產(chǎn)設(shè)施。因此在日常工作中能對(duì)龍門吊設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控那么將會(huì)對(duì)公司的正常生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的保障。

二、研究目的

目前，企業(yè)中的許多大型工業(yè)設(shè)備都裝有型號(hào)各不相同的PLC，動(dòng)能源區(qū)域的傳感器信號(hào)也被送入其控制系統(tǒng)的PLC中。由于近端監(jiān)控相對(duì)獨(dú)立，在地理位置上分布不同，因此需要維護(hù)人員頻繁奔波了解設(shè)備運(yùn)行狀況。而且，設(shè)備上的PLC通過(guò)傳感器所收集到的數(shù)據(jù)因缺少數(shù)據(jù)庫(kù)而無(wú)法持久化，故不能歷史回放設(shè)備某一時(shí)間段的運(yùn)行狀態(tài)。如果利用企業(yè)中現(xiàn)已部署的網(wǎng)絡(luò)，建立起PC同遠(yuǎn)端PLC的通信，使維修工程師通過(guò)人機(jī)交互界面對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行訪問(wèn)和修改，并結(jié)合短消息服務(wù)SMS和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，不僅可以避免維修工程師需要到現(xiàn)場(chǎng)診斷的麻煩，并在第一時(shí)間告知他們?cè)O(shè)備的狀態(tài)，而且可以記錄下設(shè)備每時(shí)每刻的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于將來(lái)的重現(xiàn)。如此，大大節(jié)省了人力與物力，準(zhǔn)確而精細(xì)的管理起了每件生產(chǎn)設(shè)備，為設(shè)備安全生產(chǎn)提供了保證。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。根據(jù)企業(yè)在生產(chǎn)中的實(shí)際需求分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)龍門吊設(shè)備監(jiān)控的幾個(gè)主要機(jī)構(gòu)件進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理，主要包括龍門吊的剛?cè)嵬?，上下小車及四大起?個(gè)部件。確定完監(jiān)控部件后對(duì)設(shè)備的各個(gè)機(jī)構(gòu)件進(jìn)行了功能模塊設(shè)計(jì)，主要包括了對(duì)龍門吊設(shè)備主要機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史狀態(tài)查詢、維護(hù)信息以及故障實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。系統(tǒng)技術(shù)方案如圖一所示。

（二）系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計(jì)

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完總體設(shè)計(jì)以后，對(duì)龍門吊監(jiān)控系統(tǒng)的總體技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際環(huán)境需求分析，最終確定采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)OPC協(xié)議直接采集起重機(jī)的PLC信號(hào)，最終通過(guò)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)龍門吊設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視，并保存采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和作業(yè)數(shù)據(jù)的方案。采用這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和組態(tài)軟件結(jié)合的技術(shù)方案，解決了龍門吊設(shè)備與其它信息設(shè)備通訊的問(wèn)題，同時(shí)利用組態(tài)軟件解決了對(duì)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)展現(xiàn)的問(wèn)題。

（三）系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)。在確定了系統(tǒng)的技術(shù)方案后，對(duì)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在技術(shù)架構(gòu)方面詳細(xì)描述了整個(gè)系統(tǒng)總體的實(shí)現(xiàn)流程，例如數(shù)據(jù)的采集過(guò)程，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。龍門吊監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)OPCServe端從龍門吊PLC設(shè)備中采集到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；然后兩個(gè)OPCClient端（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和組態(tài)軟件）通過(guò)OPC協(xié)議從OPCServer端收集數(shù)據(jù)，其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存放采集到的PLC設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，組態(tài)軟件則采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)展現(xiàn)。最后組態(tài)軟件將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中做報(bào)表查詢。該技術(shù)架構(gòu)利用OPCServer解決了PLC設(shè)備中信號(hào)數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

由于龍門吊是移動(dòng)的設(shè)備，因此傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足我們的需求，本系統(tǒng)在實(shí)施的過(guò)程中采用了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)無(wú)線AP將位于機(jī)房的起重機(jī)遠(yuǎn)程信息化監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器連接到龍門吊局域網(wǎng)。通過(guò)在龍門吊設(shè)備上架設(shè)無(wú)線AP使龍門吊設(shè)備連入公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境后，通過(guò)局域網(wǎng)及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)起重機(jī)信息化監(jiān)控系統(tǒng)同各個(gè)龍門吊控制器PLC的通訊連接。同時(shí)通過(guò)在無(wú)線AP的安全設(shè)定，限制連接到龍門吊局域網(wǎng)的機(jī)器，保證PLC安全。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文是從信息化實(shí)施者的角度來(lái)探討船舶行業(yè)對(duì)龍門吊設(shè)備實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的方式。文章以某船廠的龍門吊設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)為例，闡述了龍門吊遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。

筆者撰寫過(guò)程中雖然立足于長(zhǎng)期的信息化實(shí)施推進(jìn)工作經(jīng)驗(yàn)，但是限于經(jīng)驗(yàn)及閱歷，有些觀點(diǎn)難免偏頗，希望能拋磚引玉引起讀者共鳴。