集裝箱輪胎吊（RTG）電能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、項(xiàng)目概述

天津港集裝箱碼頭有限公司RTG電表遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是對(duì)安裝在RTG電氣機(jī)房的電表數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取、監(jiān)測(cè)、查詢、統(tǒng)計(jì)等操作，實(shí)時(shí)掌握RTG作業(yè)過(guò)程中的用電量、工班作業(yè)用電量、用電作業(yè)比例等數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了作業(yè)機(jī)械用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、抄錄，能夠結(jié)合作業(yè)信息對(duì)作業(yè)機(jī)械的用電量等數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和處理，以滿足對(duì)作業(yè)機(jī)械用電能效的監(jiān)控需求。

二、系統(tǒng)功能

（一）遠(yuǎn)程監(jiān)控：系統(tǒng)能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)記錄安裝在RTG電氣房?jī)?nèi)的電表數(shù)據(jù)；

（二）實(shí)時(shí)界面：無(wú)線終端界面實(shí)時(shí)顯示作業(yè)司機(jī)的用電數(shù)據(jù)、司機(jī)可在操作界面對(duì)其作業(yè)用電量和與作業(yè)箱量比對(duì)結(jié)果等數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作。

（三）數(shù)據(jù)查詢：系統(tǒng)能進(jìn)行RTG電氣房?jī)?nèi)電表歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)；系統(tǒng)可以按照設(shè)備、司機(jī)、工班對(duì)任意段時(shí)間內(nèi)的作業(yè)用電量、作業(yè)箱量等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作；

（四）報(bào)表生成：各項(xiàng)數(shù)據(jù)定期（周期可以調(diào)整）自動(dòng)生成EXCEL格式的歷史統(tǒng)計(jì)報(bào)表；

三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

（一）系統(tǒng)組成

如圖1所示，系統(tǒng)由1套中心站和25個(gè)遠(yuǎn)程終端站、一套數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程終端及操作軟件組成。

（二）技術(shù)參數(shù)

SCADAWDS2710數(shù)傳電臺(tái)覆蓋頻率未330-512MHz，它的數(shù)據(jù)吞吐量大，傳輸距離遠(yuǎn)，使用標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊協(xié)議，WDS2710電臺(tái)采用了DSP技術(shù)前向糾錯(cuò)技術(shù)，速率達(dá)到19200bps。

SCADAWDS2710數(shù)傳電臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)為：☆接口：標(biāo)準(zhǔn)RS-232/標(biāo)準(zhǔn)RS485；☆電源：（10.5～16）VDC；☆傳輸速率：19200bps；☆調(diào)制方式：CPFSK；☆頻率范圍：330MHz ～ 512MHz；☆通道寬度：25kHz；☆溫度范圍：-40°C～+70°C；☆封裝：防水防塵防震，符合IEE144/855420I.P.66標(biāo)準(zhǔn)；☆體積：143mm51mm184mm；☆功耗：1-5W/1-25W；☆重量：1.0kg

（三）工作原理

1、系統(tǒng)原理。RTG駕駛室內(nèi)的PLC以RS485通訊方式連接至北斗GPS終端，再由該終端連接至2.4G無(wú)線天線，將相關(guān)信號(hào)傳輸?shù)轿挥谵k公樓的GPS服務(wù)器。安裝在RTG電氣室的三相智能電能表DGJ600同樣以RS485通訊方式連接至400M數(shù)傳電臺(tái)，將電能數(shù)據(jù)回傳到辦公樓內(nèi)的上位機(jī)（PC）。GPS服務(wù)器與上位機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)組網(wǎng)完成數(shù)據(jù)交換。

2、數(shù)據(jù)通信回路以及通訊協(xié)議。DGJ600港口專用智能電表采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU通訊協(xié)議，MODBUS協(xié)議在一條通訊線上使用主從應(yīng)答式連接（半雙工），首先，上位機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)唯一的終端設(shè)備，然后終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)以相反的方向傳輸給上位機(jī)。MODBUS協(xié)議只允許在主機(jī)和終端設(shè)備之間通訊，不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。

SCADAWDS2710數(shù)傳電臺(tái)通訊模式可在不借助第三方通訊設(shè)備情況下完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，上位機(jī)通過(guò)電臺(tái)采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議，廣播發(fā)送各個(gè)終端電表的數(shù)據(jù)查詢指令；在查詢指令中包含終端地址信息，最多可支持247個(gè)終端編號(hào)，查詢指令中的功能代碼告之被選中的DGJ600要執(zhí)行何種功能，DGJ600電表在收到對(duì)應(yīng)于自己地址的查詢指令后進(jìn)行回應(yīng)，回應(yīng)數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：如寄存器值或狀態(tài)等。這些信息通過(guò)SCADAWDS2710數(shù)傳電臺(tái)傳送到上位機(jī)，在上位機(jī)運(yùn)行的數(shù)據(jù)接收處理軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分解處理，并保存到中心數(shù)據(jù)庫(kù)供日后查詢統(tǒng)計(jì)用。未被選中的DGJ600將不進(jìn)行數(shù)據(jù)回應(yīng)，也不會(huì)發(fā)送任何數(shù)據(jù)給上位機(jī)，這樣保證了在同一時(shí)刻，避免多個(gè)DGJ600同時(shí)向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信息而引發(fā)數(shù)據(jù)接收混亂。

四、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由中心監(jiān)控站系統(tǒng)、終端分系統(tǒng)、以及用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成。

（一）中心監(jiān)控站系統(tǒng)。中心監(jiān)控站系統(tǒng)由研華工控機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)、中心數(shù)據(jù)接收處理軟件系統(tǒng)組成。主要功能包括：第一，發(fā)送終端電表數(shù)據(jù)查詢指令；第二，接收終端數(shù)傳電臺(tái)發(fā)送的電表回應(yīng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分解處理；第三，在中心按照設(shè)備、司機(jī)、工班對(duì)任意段時(shí)間內(nèi)的作業(yè)用電量、作業(yè)箱量等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作；第四，各項(xiàng)數(shù)據(jù)定期（周期可以調(diào)整）自動(dòng)生成EXCEL格式的歷史統(tǒng)計(jì)報(bào)表；

（二）終端分系統(tǒng)。終端分系統(tǒng)由數(shù)傳電臺(tái)、DGJ600電表（客戶提供）組成，主要功能如下：1、對(duì)上位機(jī)發(fā)送的查詢指令作出響應(yīng)；2、無(wú)線終端界面實(shí)時(shí)顯示作業(yè)司機(jī)的用電數(shù)據(jù)、司機(jī)可在操作界面對(duì)其作業(yè)用電量和與作業(yè)箱量比對(duì)結(jié)果等數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作。

（三）用戶應(yīng)用軟件系統(tǒng)。用戶軟件系統(tǒng)是集裝箱碼頭生產(chǎn)過(guò)程控制、可視化管理系統(tǒng)功能一項(xiàng)擴(kuò)展需求，包括技術(shù)部監(jiān)控系統(tǒng)的用電查詢統(tǒng)計(jì)功能及RTG無(wú)線終端應(yīng)用系統(tǒng)的用電查詢功能。

1、RTG移動(dòng)站子系統(tǒng)。RTG移動(dòng)站軟件在原有軟件功能的基礎(chǔ)上，增加作業(yè)量與用電量的查詢，司機(jī)可在操作界面對(duì)其作業(yè)用電量和與作業(yè)箱量比對(duì)結(jié)果等數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作。

2、查詢統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)。在原有系統(tǒng)監(jiān)控軟件上新增用電查詢統(tǒng)計(jì)功能，提供給監(jiān)控人員按照設(shè)備、司機(jī)、工班對(duì)任意段時(shí)間內(nèi)的作業(yè)用電量、作業(yè)箱量等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢操作，各項(xiàng)數(shù)據(jù)可定期（周期可以調(diào)整）自動(dòng)生成EXCEL格式的歷史統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3、數(shù)據(jù)處理中心子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理中心服務(wù)軟件主要負(fù)責(zé)電表數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，在保持原有的功能不變的基礎(chǔ)上，增加移動(dòng)站查詢作業(yè)用電信息的功能、遠(yuǎn)程讀取電表數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)等功能。