船厂特种起重机远程监控系统的研究与开发

摘要

随着科学技术的发展和生产力水平的提高，远程监控系统被越来越多地应用于各个领域，且要求也越来越高。为适应我国造船业的良好发展趋势，必须保证实时了解船厂运作过程中的现场状况，因此需要有更合理和完善的实时监控系统。由于船厂起重机的生产率是影响船厂生产效率的重要因素，需要及时地发现并预报船厂起重机运行故障，以便设备管理人员进行维护。目前，国内在起重机远程监控领域的研究刚刚开始，只有部分规模较大的船厂具有对起重机设备进行远程监控的能力，但是设备种类繁多，往往自成系统，无法进行集中监控与管理。本论文结合船厂的实际情况及起重机的设计要求，基于WINCC和组态王等组态软件，利用现场总线和OPC技术，设计并且开发了船厂特种起重机远程监控系统，该系统已在浙江等地造船厂得以应用。 本文首先介绍了远程监控的意义和发展，研究了船厂特种起重机远程监控技术的发展现状；探讨了远程监控的技术基础和工业远程监控涉及到相关技术；随后研究分析了远程监控的设计要求。经过大量的理论研究之后，本文针对龙门起重机的特点，提出了远程监控系统的总体设计方案；随后又对方案进行细化，形成了详细方案；最后，实现了船厂特种起重机远程监控系统。 本系统采取远程监控和现场监控并存的方式。在工业现场，使用组态软件WINCC对船厂起重机的运行状态信息进行监控，并通过特定的GPRS数据发送设备(DTU)将起重机的状态信息和报警信息发送到固定IP的服务器上，保存在服务器端的SQL SEVER数据库中。专家在客户端读取状态信息和报警信息存储到本地数据库中。客户端采用组态软件监控设备的运行状态。 最后，本文针对目前系统存在的缺点和不足，提出了改进方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1课题的来源及其研究的目的

1.2课题研究的意义和发展现状

1.2.1远程监控技术的意义

1.2.2远程监控技术的发展

1.2.3船厂特种起重机远程监控技术的发展

1.3课题的研究内容

第2章 课题涉及到的技术基础

2.1远程监控系统的技术基础

2.1.1远程监控的方式

2.1.2远程监控的软硬件基础

2.1.3远程监控的设备接入技术

2.2现场总线和工业以太网技术

2.2.1现场总线技术

2.2.2工业以太网

2.3 GPRS无线通信

2.4数据挖掘

2.4.1数据挖掘理论

2.4.2知识发现的步骤

2.4.3数据挖掘的实施步骤

2.5系统开发中用到的软件

2.5.1 WINCC[38]

2.5.2组态王

2.5.3 Microsoft Visual Basic6.0

第3章 远程监控系统的设计

3.1远程监控系统的基本要求

3.2远程监控系统的总体构架

3.3远程监控系统的功能设计

3.4远程监控系统的两种不同设计思路[41]

3.4.1传统C/S系统的二层模式

3.4.2多层C/S系统模式

3.4.3 B/S系统三层模式

第4章 远程监控系统总体设计方案

4.1研究对象分析

4.1.1船厂特种起重机(门式)的总体构造

4.1.2浙江船厂500t起重机描述

4.1.3监控对象的状态数据

4.2远程监控系统软件的总体设计[48]

4.2.1总体设计方案

4.2.2模块的划分

4.2.3系统数据结构

第5章 远程监控系统的软件设计

5.1系统数据库的详细设计

5.1.1工控机端数据库的设计

5.1.2服务器端数据库的详细设计

5.1.3客户端数据库的详细设计

5.2工控机模块的开发

5.2.1模块功能描述

5.2.2模块设计

5.2.3现场模块的详细设计

5.2.4数据传输模块的详细设计

5.3客户端软件的开发

5.3.1模块功能描述

5.3.2模块设计

5.3.3实时监控模块的详细设计

5.3.4历史回溯模块的详细设计

第6章 船厂特种起重机远程监控系统的实现

6.1数据发送模块

6.2监控和故障诊断模块

6.2.1总体状态

6.2.2操作台

6.2.3上小车

6.2.4下小车

6.2.5刚腿

6.2.6柔腿

6.2.7总线状态

6.2.8电机状态

6.2.9故障报警

6.3系统测试及运行状况

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2下一步工作的方向

7.2.1功能扩展

7.2.2范围扩展

7.2.3体系结构的优化

致谢

参考文献