本實(shí)用新型屬港口升降機(jī)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息管理及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種升降機(jī)信息化監(jiān)控管理數(shù)據(jù)通信裝置。

背景技術(shù)：

目前，我國已成為世界上港口和集裝箱吞吐量最多、發(fā)展速度最快的國家，我國的港口在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著極其重要的角色，而升降機(jī)作為港口的重要運(yùn)輸設(shè)備，其重要性和地位是不可替代的。但由于港口升降機(jī)大多是處于室外條件下工作的，工作環(huán)境比較惡劣，加之升降機(jī)的監(jiān)管比較落后，若不能及時(shí)了解其運(yùn)行狀況或工作狀態(tài)，那么，可能會(huì)存在較大的潛在危險(xiǎn)或重大安全隱患。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。在港口升降機(jī)運(yùn)行過程中，許多物理量和技術(shù)參數(shù)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)性管理，同時(shí)，又要使監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的交互性、較高的可靠性和可移植性的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種實(shí)時(shí)采集并傳輸升降機(jī)運(yùn)行的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，及時(shí)準(zhǔn)確地了解升降機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高升降機(jī)設(shè)備的服務(wù)能力和安全性能的升降機(jī)信息化監(jiān)控管理數(shù)據(jù)通信裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。

升降機(jī)信息化監(jiān)控管理數(shù)據(jù)通信裝置，它包括數(shù)據(jù)處理模塊、GPRS通信模塊及通信服務(wù)器；數(shù)據(jù)處理模塊采用RS485串行通信標(biāo)準(zhǔn)完成與PLC、變頻器和GPRS通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸；PLC和變頻器定時(shí)向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)處理模將其打包為數(shù)據(jù)幀，再由GPRS通信模塊將數(shù)據(jù)幀發(fā)送至通信服務(wù)器，通信服務(wù)器根據(jù)GPRS通信模塊已設(shè)置的IP和端口號(hào)設(shè)置相應(yīng)接收IP和端口，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收。

作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)處理模塊包括單片機(jī)及通訊收發(fā)器；PLC、變頻器和GPRS通信模塊的信號(hào)傳輸端口經(jīng)通訊收發(fā)器與單片機(jī)的信號(hào)傳輸端口相接。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述單片機(jī)采用xmega32a4單片機(jī)；所述通訊收發(fā)器采用ADM2483通訊收發(fā)器。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述PLC采用歐姆龍CP1E-N60S1DR；所述變頻器采用安川CIMR-AB2A0030。

本實(shí)用新型采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和Web技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了基于B/S架構(gòu)的升降機(jī)信息化監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集并傳輸升降機(jī)運(yùn)行的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，及時(shí)準(zhǔn)確地了解升降機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高了升降機(jī)設(shè)備的服務(wù)能力和安全性能。本實(shí)用新型具有如下突出優(yōu)點(diǎn)。

（1）數(shù)據(jù)通信的可靠性。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是采用數(shù)據(jù)幀為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和接收，并通過CRC校驗(yàn)和重發(fā)數(shù)據(jù)幀糾正通信錯(cuò)誤，從而保證通信的可靠性。

（2）系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。

升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)升降機(jī)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)監(jiān)控升降機(jī)所處層位、呼梯和運(yùn)行狀態(tài)；能夠?qū)LC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過對(duì)各端子的數(shù)據(jù)進(jìn)行查驗(yàn)，及時(shí)了解PLC的運(yùn)行狀態(tài)；能夠?qū)ψ冾l器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過查驗(yàn)輸出頻率、輸出電壓、輸出電流和輸出功率等相關(guān)參數(shù)而判斷變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。通過對(duì)升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了升降機(jī)應(yīng)用的智能化信息管理的水平，同時(shí)也提高了升降機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性。

（3）信息查詢的有效性。

通過信息查詢系統(tǒng)中的報(bào)警記錄查詢，可以及時(shí)獲取設(shè)備在以往運(yùn)行中所出現(xiàn)的報(bào)警記錄及詳細(xì)的報(bào)警信息，為升降機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)提供參考。通過信息查詢系統(tǒng)中的檢查記錄查詢，可以獲取升降機(jī)設(shè)備檢修和和維修的全部信息，以便于提示用戶及時(shí)對(duì)設(shè)備或關(guān)鍵零部件進(jìn)行檢修或維修，在一定程度上能夠降低升降機(jī)的檢修或維修的頻率和成本，同時(shí)也有效地提高了升降機(jī)的使用壽命。

（4）故障統(tǒng)計(jì)的綜合性。

通過故障統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了升降機(jī)系統(tǒng)的綜合故障統(tǒng)計(jì)。通過對(duì)升降機(jī)設(shè)備、PLC和變頻器的綜合故障統(tǒng)計(jì)，使用戶了解升降機(jī)易發(fā)生故障的部件以及故障發(fā)生頻率，便于用戶著重對(duì)該部分進(jìn)行維修或檢修，提高了升降機(jī)運(yùn)行的安全性。

（5）設(shè)備管理的高效性。

通過設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)升降機(jī)設(shè)備、PLC、變頻器及其相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效存儲(chǔ)和管理，降低了設(shè)備檢修、維護(hù)和管理的繁重任務(wù)，同時(shí)也降低了升降機(jī)設(shè)備的管理成本。

（6）數(shù)據(jù)備份的完整性。

通過系統(tǒng)備份系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了升降機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的完整備份，便于對(duì)以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存儲(chǔ)和管理。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。

圖1為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實(shí)用新型單片機(jī)引腳接線。

圖3為本實(shí)用新型通訊收發(fā)器接線圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊、GPRS通信模塊及通信服務(wù)器；數(shù)據(jù)處理模塊采用RS485串行通信標(biāo)準(zhǔn)完成與PLC、變頻器和GPRS通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸，PLC和變頻器定時(shí)向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)處理模將其打包為數(shù)據(jù)幀，再由GPRS通信模塊將數(shù)據(jù)幀發(fā)送至通信服務(wù)器，通信服務(wù)器根據(jù)GPRS通信模塊已設(shè)置的IP和端口號(hào)設(shè)置相應(yīng)接收IP和端口，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收。

本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)處理模塊由xmega32a4單片機(jī)、通訊收發(fā)器ADM2483及供電電路組成。

圖2為本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)處理模塊中的單片機(jī)引腳接線。圖3為本實(shí)用新型通訊收發(fā)器接線圖。

本實(shí)用新型所述PLC采用歐姆龍CP1E-N60S1DR；所述變頻器采用安川CIMR-AB2A0030。

數(shù)據(jù)處理模塊通過RS485完成與PLC、變頻器和GPRS通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸；PLC和變頻器定時(shí)向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，再由GPRS通信模塊將數(shù)據(jù)幀發(fā)送至通信服務(wù)器，通信服務(wù)器根據(jù)GPRS通信模塊已設(shè)置的IP和端口號(hào)設(shè)置相應(yīng)接收IP和端口，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收。

本實(shí)用新型所述GPRS通信模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)幀，通信服務(wù)器首先要將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)幀解析為二進(jìn)制數(shù)，然后對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)和查詢處理，再根據(jù)已經(jīng)制定好的升降機(jī)監(jiān)控的二進(jìn)制數(shù)據(jù)定義，對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行解碼，形成相應(yīng)的升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，并保存到狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中。

其中，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊作為從機(jī)，通信服務(wù)器作為主機(jī)，從機(jī)共有68個(gè)寄存器，每個(gè)寄存器數(shù)據(jù)為2字節(jié)，數(shù)據(jù)采用CRC16校驗(yàn)方式，寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)高字節(jié)先發(fā)送，但CRC校驗(yàn)低字節(jié)先發(fā)送。從機(jī)定時(shí)自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀格式如下:

地址 指令 數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) 寄存器數(shù)據(jù) CRClo CRChi

01 03 88 00 6F 07 DF 00 05… DA D8。

發(fā)送數(shù)據(jù)的起始地址為00H，整個(gè)數(shù)據(jù)幀共141字節(jié)，寄存器數(shù)據(jù)共136字節(jié)，從機(jī)按設(shè)置好的時(shí)間間隔（3s）自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，主機(jī)實(shí)時(shí)接收并存儲(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息的有效管理，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫包括兩部分：狀態(tài)數(shù)據(jù)庫和信息數(shù)據(jù)庫。狀態(tài)數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)升降機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和變頻器運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)升降機(jī)設(shè)備信息、PLC信息、變頻器信息、港口及位置定位信息、設(shè)備檢修和維修信息、廠商維護(hù)信息以及其它相關(guān)信息等。例如，PLC監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和變頻器監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)屬于狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)接收和處理后存儲(chǔ)于狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。

本實(shí)用新型所述狀態(tài)數(shù)據(jù)庫共有三個(gè)數(shù)據(jù)表：狀態(tài)數(shù)據(jù)表、臨時(shí)數(shù)據(jù)表和故障數(shù)據(jù)表。

本實(shí)用新型所述狀態(tài)數(shù)據(jù)表用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)解碼后的狀態(tài)信息和部分二進(jìn)制狀態(tài)數(shù)據(jù)，主要包括升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、PLC運(yùn)行狀態(tài)及其它各項(xiàng)指令狀態(tài)數(shù)據(jù)、變頻器運(yùn)行狀態(tài)及其它各項(xiàng)指令狀態(tài)數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型所述臨時(shí)數(shù)據(jù)表用于存儲(chǔ)PLC報(bào)警信息和變頻器報(bào)警信息的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，當(dāng)升降機(jī)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，將故障信息的二進(jìn)制數(shù)字段臨時(shí)存入此表。

本實(shí)用新型所述故障數(shù)據(jù)表用于存儲(chǔ)故障信息，主要包括故障時(shí)間、故障類型、故障編碼、故障級(jí)別及故障情況說明。

狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)過程是：首先根據(jù)如表1和表2所示的數(shù)據(jù)定義對(duì)寄存器數(shù)據(jù)解析為二進(jìn)制數(shù)，再根據(jù)如表3和表4所示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)定義對(duì)解析后的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行解碼（表3對(duì)應(yīng)表1的06H和07H的二進(jìn)制解碼信息，表4對(duì)應(yīng)表2的3FH和40H的二進(jìn)制解碼信息，其余解碼信息未給出），然后對(duì)解碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，無論是否出現(xiàn)故障，都將數(shù)據(jù)信息存入狀態(tài)數(shù)據(jù)表，若出現(xiàn)故障，將PLC報(bào)警信息和變頻器報(bào)警信息的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息存入臨時(shí)數(shù)據(jù)表，同時(shí)獲取當(dāng)前時(shí)間作為故障時(shí)間，將解碼后的故障信息存入故障信息表。

表1：

表2：

表3：

表4。

升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通過上述數(shù)據(jù)通信過程將升降機(jī)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，然后再由升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)信息完成升降機(jī)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。其中，設(shè)備監(jiān)控主要包括三部分：升降機(jī)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、PLC運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和變頻器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。升降機(jī)設(shè)備狀態(tài)主要包括升降機(jī)狀態(tài)（是否出現(xiàn)報(bào)警等信息）、所處層位和呼梯狀態(tài)等；PLC狀態(tài)主要包括PLC報(bào)警狀態(tài)、PLC各項(xiàng)校準(zhǔn)值、上（下）行過減速開關(guān)校準(zhǔn)位、上（下）行平層區(qū)間、平層偏差、各輸入（出）口、PLC運(yùn)行狀態(tài)以及其它各端口指令等；變頻器狀態(tài)主要包括變頻器設(shè)備狀態(tài)、頻率指令、輸出頻率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率等。當(dāng)升降機(jī)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)無異常并繼續(xù)監(jiān)控，當(dāng)升降機(jī)設(shè)備、PLC或變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示報(bào)警。

信息查詢系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)報(bào)警記錄和檢查記錄的查詢和管理。

報(bào)警記錄查詢。首先選擇升降機(jī)設(shè)備、故障類型以及查詢項(xiàng)目，約束故障的起止時(shí)間，然后對(duì)該設(shè)備的報(bào)警記錄進(jìn)行查詢。查詢信息主要包括PLC型號(hào)、變頻器型號(hào)、報(bào)警部件類型、報(bào)警部件名稱、故障報(bào)警時(shí)間、故障解決時(shí)間、故障解決狀態(tài)、故障處理方法和故障情況說明等。

檢查記錄查詢包括兩部分：檢修查詢和維修查詢。檢修查詢用于實(shí)現(xiàn)升降機(jī)設(shè)備檢修情況的查詢和管理。查詢時(shí)首先選擇升降機(jī)設(shè)備以及設(shè)備部件，然后根據(jù)檢修期限進(jìn)行查詢。其中，檢修查詢信息主要包括設(shè)備型號(hào)、設(shè)備出廠編號(hào)、制造日期、初檢日期、檢查日期、下次檢驗(yàn)日期、檢驗(yàn)結(jié)果、存在問題和處理情況等。維修查詢用于實(shí)現(xiàn)升降機(jī)設(shè)備維修情況的查詢和管理。查詢時(shí)首先選擇升降機(jī)設(shè)備以及設(shè)備部件，然后再根據(jù)維修類別進(jìn)行查詢。維修信息查詢主要包括設(shè)備型號(hào)、設(shè)備出廠編號(hào)、維修類別、部件名稱、部件規(guī)格、部件數(shù)量、存在問題、處理情況和施工單位信息等。

故障統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)升降機(jī)設(shè)備故障的統(tǒng)計(jì)和管理。首先查詢故障報(bào)警信息，主要包括報(bào)警設(shè)備部件、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警級(jí)別、報(bào)警內(nèi)容等，然后統(tǒng)計(jì)報(bào)警頻率，主要包括PLC故障頻率統(tǒng)計(jì)、變頻器輕故障1頻率統(tǒng)計(jì)、變頻器輕故障2頻率統(tǒng)計(jì)、變頻器輕故障3頻率統(tǒng)計(jì)、變頻器故障1頻率統(tǒng)計(jì)、變頻器故障2頻率統(tǒng)計(jì)、變頻器故障3頻率統(tǒng)計(jì)和升降機(jī)設(shè)備總報(bào)警次數(shù)統(tǒng)計(jì)等。

設(shè)備管理系統(tǒng)用于存儲(chǔ)和管理升降機(jī)設(shè)備的詳細(xì)信息，也可將設(shè)備信息作為模板信息進(jìn)行管理。設(shè)備信息主要包括升降機(jī)設(shè)備項(xiàng)目及安裝等詳細(xì)信息，升降機(jī)設(shè)備使用、維護(hù)、額定載重、額定功率、轎廂鋼絲繩和限速鋼絲繩規(guī)格等詳細(xì)信息，PLC詳細(xì)信息，變頻器詳細(xì)信息，設(shè)備管理員詳細(xì)信息，設(shè)備生產(chǎn)商詳細(xì)信息等。

可以理解地是，以上關(guān)于本實(shí)用新型的具體描述，僅用于說明本實(shí)用新型而并非受限于本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果。只要滿足使用需要，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。