港口大型裝卸機械設備運行狀態智能監測技術研究

程為平 張釗

摘? 要：該文針對行業內對港口企業大型裝卸機械設備運行狀態的自動監測需求，基于物聯網采集、傳輸技術，研究港口大型裝卸機械設備運行狀態的監測與傳輸技術方案，方案研究具體包括針對港區作業特點，開展整體框架研究、功能組成研究、關鍵性設備選型研究、與保養系統和相關作業系統的對接方式研究。并在此基礎上研制一套面向多并發、高異質的綜合性采集平臺軟件原型。該軟件原型可實現對港口作業的典型性港機設備、空壓設備、移動遠程控制點等主要機械設備所關注的運行狀態信息實現動態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線設備運行監測“盲區”，為保障主體設備運行的可用性、可靠性，進而為保障港口生產作業效率提供技術支撐。

關鍵詞：裝卸機械設備? 物聯網? ?累時器? 傳輸技術

中圖分類號：U65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：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

港口和運輸企業生產作業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備完成。這些機械設備是整個現代化港口工作中最為關鍵的組成部分，也是港口安全管理的核心內容。現階段，隨著國民經濟的發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，其電氣設備的安全、持續、可靠運行也受到社會各界人士的關注。

1? 系統結構設計

根據前期調研分析，我們將系統分為5層，分別數據采集層、網絡傳輸層、系統應用層、終端應用層和數據存儲層。數據采集層通過累時器和無線傳輸設備，實現機械設備運行數據的采集。網絡傳輸層通過光纖網絡和4G/GPRS網絡，實現數據傳輸。系統應用層包含計劃性維保設備臺賬、基于類別的保養內容詳情、設備報修申請單、類時器詳情、設備報修派工和設備維護檢修記錄功能。終端應用層通過累時器和無線傳輸設備采集機械設備的實時信息，利用4G/GPRS網絡實現位置信息上傳，通過Web端對采集的數據進行展示管理。數據存儲層主要通過數據庫存儲技術，實現數據持久化存儲和數據有效管理[1-3]。各層之間具體關系見圖1。

2? 監測平臺軟件功能實現

2.1 計劃性維保設備臺賬

設備以父子層級展開，添加設備時需要選擇對應的設備類型。通過該頁面功能，可對所有設備信息進行統一管理并查看信息。點擊查看設備詳情，點擊后跳轉至維護詳情頁面，顯示該設備的部件及維護時間[4]。

2.2 基于類別的保養內容詳情

基于設備類別，將各種設備類型及其保養、維護內容分類展示，點擊某列的查看維護內容可跳轉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的部位名稱[5-7]。

2.3 累時器詳情

累時器應用屬于系統結構設計中的數據采集層，是數據采集的重要一環，累時器負責對器械進行掃描獲取對應設備的信息，通過無線傳輸工具將采集到的數據發送到服務端;在系統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，顯示當前所有累時器設備對應的運行時間[8]。

2.4 設備報修申請單

設備在運行過程中出現更新和維修需求，可通過系統對設備的更新和維修進行申請，并在系統中記錄所有非定期更換或維修的申請信息。點擊新增，彈出新增設備保修單，對報修部門、設備名稱、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，系統會向指定的派工人發送通知;在系統的頭部位置有消息提示文字，工人在使用系統時可通過點擊的方式，查看最近通知詳情[9]。

2.5 設備報修派工

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

2.6 設備維護檢修記錄

系統對設備維護檢修數據進行記錄，并可以在系統中顯示所有設備維護檢修詳情。新增設備維護檢修記錄，實際修復后，由相關人員進行填寫。維修結果評估，系統可進行權限控制，僅擁有該權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，點擊維修結果評估;若提示“已經評估過的不可再次評估！”則表明該條記錄已經被評估過了。若該記錄未被評估，則會彈出輸入框，選擇評估結果及輸入評語后點擊保存[10-12]。系統軟件的實現具體見圖2。

3? 結語

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

參考文獻

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