港口设备信息化管理是港口设备先进程度的标志，也是港口设备管理的必然趋势。作为港口设备信息化建设重要组成的起重机远程监控系统，是指通过通讯系统对现场起重设备进行监测与控制，实现集中和高层监控，从而实现生产、社会等资源的优化配置。本文提出的大型起重机远程监控系统汇集世界港口之经验，不仅包含起重机实时监视、故障诊断、设备维护管理等领域的技术成果，而且还充分利用了实时控制和过程自动化理论，以及现代通讯技术、软件技术等，使系统功能更加丰富，更加人性化。系统采用的组态软利用现代光纤和无线通讯技术，实现对码头起重机设备重要状态和故障信息的远程监控，及时记录更新设备产量及运行统计等数据，并提供详细、丰富的统计报表。具有组网灵活、进口开放等特点，并提供WEB 浏览、冗余服务器等功能选项，满足用户在扩展性、可靠性以及互联性等方面的要求。

   监控系统概述

网络结构根据需求，每个码头监控室各配置一台独立的服务器，安装定制的码头起重机设备远程监控系统，通过码头内无线网络收集各起重机设备实时数据。另外，集团监控中心设置远程监控系统，通过专线同各码头的远程监控系统相连，组成实时监控网络。系统在港务局服务器上配置了短消息发送设备，通过设定，当有重大故障发生时，可以直接把故障信息以短信形式发送到码头维修人员的手机上。 根据需求，各个码头的每个起重机上都配置一个 CMS 网关硬件。在CMS 网关上安装 ZPMC OPC Sever，实时采集不同电控系统的起重机各种运行信号和电能表信号，且转成标准的Modbus 数据格式。而位于码头监控室的远程监控系统，通过无线局域网，同各CMS 网关通讯，组成码头实时监控网络。通过在无线AP中的安全设定，限制只有服务器或者指定的电脑才允许连接到起重机局域网，从而保证 PLC 安全。

系统功能模块 1) 实时状态监视能监视起重机电气、机械、液压等系统的实时运行状态。监控系统所提供的信息、状态、图形和数据简单易懂，且按起重机机构及主要部件单独呈现实时状态。 2) 故障监视 实时故障会在监控系统的显著位置显示，并伴有声音和感官上的提醒。故障根据不同等级分别以不同颜色区分，用户可以自由设定故障等级，提供历史故障。用户可以通过设定筛选条件查询故障，并可以将查询结果导出到 Excel 文件中。提供短消息通知功能，可以按故障设置，按故障区域设置对应的消息接收人员。 3) 历史回放 提供 1 年之内全画面历史回放功能，再现历史时刻的运行状态。各码头ＲCMS 系统所采集的所有 PLC 相关数据记录到实时数据库，并可以通过 CMS 各个监控画面，实现全画面历史回放，重现起重机过去任意时间段的运行情况，对于重大事故责任追查具有十分重要的意义。 4) 生产报表 ①产量报表 对于集装箱起重机，根据日期、时间段、班组来统计箱量 ( 自然箱和标准箱) 。可根据不同尺寸、不同质量进行分组统计; 对于集装箱起重机，能列出选择时段内的每一条吊箱记录，包括抓箱时间、放箱时间、 质量、小车位置、起升位置等详细信息; 对于门机等起重机设备，可以根据日期、时间段和班组来统计抓斗次数，平均每斗质量等。②性能报表统计选择时段内的机构运行时间、整机运行时间、占用时间、操作时间、空闲时间; 统计选择时段内机器重要性能指标 ( 如平均故障间隔箱量、 总体完好率、操作完好率、总体利用率、故障停机率、计划维护率) 。③控制合报表 列出指定时 间段内控制合操作时间和每次控制合持续时间。 ④旁路报表 列出指定时间段内旁路操作的具体时间。所有报表皆有保存 ( excel、csv、txt 格式) 和打印功能。 5) 重要操作记录 记录司机所有控制台操作并提供查询统计功能; 记录重要的旁路操作并提供查询统计功能。 6) 电能管理 实现电能量远程采集和自动抄表。电能相关数据的记录及统计自动完成，数据准确，同起重机实际使用电量情况相符。电能分析软件可对采集到的电表数据进行建模，分析能耗趋势，并采用直观的图示更好地向工程人员反映能耗的情况。电能采集管理软件可以增加起重机操作员的信息，并统计出操作员的工作能耗，将操作员的绩效奖金同能耗挂钩，方便对员工的考核。电表精度达到0. 5S 级以上。 7) 维护保养 系统提供制动器、限位、钢丝绳等部件的维护保养时间统计。用户可自行添加所需的维护保养项。到达用户设定使用次数或时间时，系统会自动发出警报提醒用户更换。通过查询监控系统提供的维护保养页面中的操作记录， 可以查看以往各项目的复位时间、添加维护项目、 删除维护项目及操作人员。监控系统提供的维护 工作记录供维护人员输入和保存某天进行的具体维护工作内容和人员信息。 8) 起重机位置监视 通过给轮胎起重机安装 GPS 装置，实时获取轮胎起重机位置信息，经网络传送到远程服务器，在监视主画面上显示轮胎起重机实际位置。在获取位置信息的基础上，对轮胎起重机的行程进行统计分析。 9) 用户管理 登录系统时进行身份和权限检验，用户权限设置到子菜单; 系统提供不短于 8 位的登录密码限制; 系统提供登录密码有效期最长天数限制，效期最长天数可由系统管理员根据情况而定。建立运行日志，记录所有登录详情。

监控系统关键技术及特性

OPC 此次项目涉及多个码头， 起重机种类数量繁多，系统功能参差不齐，而且由不同厂商不同时期设计承建，缺乏统一规划。本监控系统对大量且多样数据进行采集、监控、处理，并将处理的结果生成监控系统所需的数据，并且为机械设备管理信息系统、三维地理信息系统和生产管理系统提供标准的数据接口。

实时数据库 在各个码头的服务器上分别数据一个EZ Historian，用来采集和贮存各自码头的所有起重机数据。在集团总部服务器中部署一个总的实时数据库，用来收集和贮存下属各个码头的全部起重机实时数据。

此次实时数据库主要用于2个方面: 一则与 EZ SCADA 该款监控软件通讯实现实时画面的历史回放; 二则为关系型数据库的记录提供数据源。从实时数据库中读取数据进行数据记录是本监控系统的重大创新。由于现场是无线网络坏境， 易受到各种因素干扰导致数据传输中断。因此，如果采用传统的数据记录方式即实时读取PLC 值的方法易发生漏记误判等错误。而 EZ Historian 与机上本地部署的CMS网关携手解决了该难题。在无线信号恢复后，EZ Historian 接收 CMS 网关在断网期间贮存在本地的数据，从而保证了数据记录的完整性。

CMS网关 网关其中一个网口通过交换机上PLC 组成一个内网，进行通讯读取数据，2 个串口分别读取GPS和电表数据。CMS 网关上部署有WINCE版的ZPMC OPC Server，用来收集PLC、GPS和电表这3个不同设备数据。同时 CMS网关上也部署Gateway程序，把数据转成标准的Modbus TCP 协议，通过 另一个网口转发到远程服务器中，碰到无线网口不通的情况，可以当地保存，当网络恢复时可以续传前面记录的数据，保证了数据的完整性。

本监控系统融合了多种现代技术，运用SCADA 软件、OPC Server和实时数据库软件，实现了对分散在各大码 的不同时间、不同厂家、不同系统、不同类型的起重机的集中监控和管理，满足了客户对高效、易操作的监控管理系统的需要，显著改善了目前港口机械的监管状况，大大提高了客户管理的现代化水平