港口大型裝卸機械設(shè)備運行狀態(tài)智能監(jiān)測技術(shù)研究

程為平 張釗

摘? 要：該文針對行業(yè)內(nèi)對港口企業(yè)大型裝卸機械設(shè)備運行狀態(tài)的自動監(jiān)測需求，基于物聯(lián)網(wǎng)采集、傳輸技術(shù)，研究港口大型裝卸機械設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測與傳輸技術(shù)方案，方案研究具體包括針對港區(qū)作業(yè)特點，開展整體框架研究、功能組成研究、關(guān)鍵性設(shè)備選型研究、與保養(yǎng)系統(tǒng)和相關(guān)作業(yè)系統(tǒng)的對接方式研究。并在此基礎(chǔ)上研制一套面向多并發(fā)、高異質(zhì)的綜合性采集平臺軟件原型。該軟件原型可實現(xiàn)對港口作業(yè)的典型性港機設(shè)備、空壓設(shè)備、移動遠程控制點等主要機械設(shè)備所關(guān)注的運行狀態(tài)信息實現(xiàn)動態(tài)遠程采集和自動匯聚分析。通過實證方式驗證整體方案和相關(guān)軟、硬件成果的有效性。該研究可有效地掃除港口干散貨自動化生產(chǎn)線設(shè)備運行監(jiān)測“盲區(qū)”，為保障主體設(shè)備運行的可用性、可靠性，進而為保障港口生產(chǎn)作業(yè)效率提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：裝卸機械設(shè)備? 物聯(lián)網(wǎng)? ?累時器? 傳輸技術(shù)

中圖分類號：U65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）04（a）-0062-03

Research on Intelligent Monitoring Technology of Operation State of Large-scale Port Loading and Unloading Machinery

CHENG Weiping1? ZHANG Zhao2

（1.Electric Control Information and Communication Center， Shuike Yuanda （Beijing） Transportation Design Institute Co.， Ltd.; 2.China Water Transport Research Institute， Beijing， 100088 China）

Abstract： In response to the industry's demand for automatic monitoring of the operation status of large-scale loading and unloading machinery and equipment in port enterprises， this paper studies the monitoring and transmission technical solutions for the operation status of large-scale loading and unloading machinery and equipment in ports based on the collection and transmission technology of the Internet of Things. The program research specifically includes the port area operation characteristics， carry out overall framework research， functional composition research， key equipment selection research， and research on the docking method with maintenance systems and related operating systems. On this basis， a set of software prototypes of a comprehensive collection platform oriented to multiple concurrency and high heterogeneity are developed. The software prototype can realize dynamic remote collection and automatic aggregation analysis of the operating status information of major mechanical equipment such as typical port machinery equipment， air compressor equipment， and mobile remote control points in port operations. Empirically verify the effectiveness of the overall program and related software and hardware results. The application of this achievement can effectively eliminate the "blind area" of equipment operation monitoring of the automatic production line of dry bulk cargo in the port， and provide technical support for ensuring the availability and reliability of the operation of the main equipment， and then ensuring the efficiency of port production operations.

Key Words： Loading and unloading machinery and equipment; Internet of Things; Timer; Transmission technology

港口和運輸企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)方式主要通過各種大型/小型港機、氣墊式皮帶機、刮板機等各類機械設(shè)備完成。這些機械設(shè)備是整個現(xiàn)代化港口工作中最為關(guān)鍵的組成部分，也是港口安全管理的核心內(nèi)容。現(xiàn)階段，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和各種貨物流通的增加，水路運輸也越來越受到人們的重視，其電氣設(shè)備的安全、持續(xù)、可靠運行也受到社會各界人士的關(guān)注。

1? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)前期調(diào)研分析，我們將系統(tǒng)分為5層，分別數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、系統(tǒng)應(yīng)用層、終端應(yīng)用層和數(shù)據(jù)存儲層。數(shù)據(jù)采集層通過累時器和無線傳輸設(shè)備，實現(xiàn)機械設(shè)備運行數(shù)據(jù)的采集。網(wǎng)絡(luò)傳輸層通過光纖網(wǎng)絡(luò)和4G/GPRS網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)應(yīng)用層包含計劃性維保設(shè)備臺賬、基于類別的保養(yǎng)內(nèi)容詳情、設(shè)備報修申請單、類時器詳情、設(shè)備報修派工和設(shè)備維護檢修記錄功能。終端應(yīng)用層通過累時器和無線傳輸設(shè)備采集機械設(shè)備的實時信息，利用4G/GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)位置信息上傳，通過Web端對采集的數(shù)據(jù)進行展示管理。數(shù)據(jù)存儲層主要通過數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化存儲和數(shù)據(jù)有效管理[1-3]。各層之間具體關(guān)系見圖1。

2? 監(jiān)測平臺軟件功能實現(xiàn)

2.1 計劃性維保設(shè)備臺賬

設(shè)備以父子層級展開，添加設(shè)備時需要選擇對應(yīng)的設(shè)備類型。通過該頁面功能，可對所有設(shè)備信息進行統(tǒng)一管理并查看信息。點擊查看設(shè)備詳情，點擊后跳轉(zhuǎn)至維護詳情頁面，顯示該設(shè)備的部件及維護時間[4]。

2.2 基于類別的保養(yǎng)內(nèi)容詳情

基于設(shè)備類別，將各種設(shè)備類型及其保養(yǎng)、維護內(nèi)容分類展示，點擊某列的查看維護內(nèi)容可跳轉(zhuǎn)至該類別的組件維護詳情頁面，在該頁面下可查看該組件的信息，點擊新增或修改可對該類別下的組件進行新增修改。點擊查看可跳轉(zhuǎn)至維護詳情頁面，該頁面下展示該組件的維護檢查項目以及檢查方法。新增功能 點擊新增，可增加類別以及該類別下需要保養(yǎng)的部位名稱[5-7]。

2.3 累時器詳情

累時器應(yīng)用屬于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的數(shù)據(jù)采集層，是數(shù)據(jù)采集的重要一環(huán)，累時器負責(zé)對器械進行掃描獲取對應(yīng)設(shè)備的信息，通過無線傳輸工具將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)端;在系統(tǒng)中增加累時器詳情頁面，可通過點擊查看各累時器的實時狀態(tài)，顯示當(dāng)前所有累時器設(shè)備對應(yīng)的運行時間[8]。

2.4 設(shè)備報修申請單

設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)更新和維修需求，可通過系統(tǒng)對設(shè)備的更新和維修進行申請，并在系統(tǒng)中記錄所有非定期更換或維修的申請信息。點擊新增，彈出新增設(shè)備保修單，對報修部門、設(shè)備名稱、投用時間以及故障類型等信息進行選擇描述。在系統(tǒng)中有選派工人功能，在填選申請單的基本信息后，可針對選派工人進行選擇，保存后，系統(tǒng)會向指定的派工人發(fā)送通知;在系統(tǒng)的頭部位置有消息提示文字，工人在使用系統(tǒng)時可通過點擊的方式，查看最近通知詳情[9]。

2.5 設(shè)備報修派工

在頁面上展示所有的派工記錄。在“設(shè)備保修（制作申請）單號”內(nèi)填寫申請單號后，該申請單號所對應(yīng)的設(shè)備名稱會回填至新增框內(nèi)。派工人即可繼續(xù)填寫派工信息。

2.6 設(shè)備維護檢修記錄

系統(tǒng)對設(shè)備維護檢修數(shù)據(jù)進行記錄，并可以在系統(tǒng)中顯示所有設(shè)備維護檢修詳情。新增設(shè)備維護檢修記錄，實際修復(fù)后，由相關(guān)人員進行填寫。維修結(jié)果評估，系統(tǒng)可進行權(quán)限控制，僅擁有該權(quán)限的人才能顯示該按鈕由專門的評估人員進行操作，選擇一條記錄，點擊維修結(jié)果評估;若提示“已經(jīng)評估過的不可再次評估！”則表明該條記錄已經(jīng)被評估過了。若該記錄未被評估，則會彈出輸入框，選擇評估結(jié)果及輸入評語后點擊保存[10-12]。系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)具體見圖2。

3? 結(jié)語

該實驗在上海良友新港儲運有限公司取得良好的應(yīng)用效果，可有效地掃除港口干散貨自動化生產(chǎn)線設(shè)備運行監(jiān)測“盲區(qū)”，在一定程度上解決信息缺失問題。為保障主體設(shè)備運行的可用性、可靠性，進而為保障港口生產(chǎn)作業(yè)效率提供技術(shù)支撐。

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