龙门吊远程监控系统的设计
基于PLC的龙门吊车控制系统设计
基于PLC的龙门吊车控制系统设计摘要：本文基于PLC技术设计了一种龙门式起重机控制系统，该系统能够实现机械手的精确定位、物体的精准吊取与放置、各种运动参数的控制等多种功能，具有实用性和可靠性。
关键词：PLC；龙门式起重机；定位控制；吊取放置；运动控制1.引言随着科技的不断发展，各种机械设备在工业和生产中得到广泛应用，其中龙门式起重机是工业生产中常见的一种设备。
传统的龙门式起重机需要手工操作，不仅效率低下，而且易发生事故。
因此，如何实现龙门式起重机的自动化控制，成为了一个热门的研究领域。
而PLC 作为一种先进的自动化控制技术，已经成为各种工业设备控制的首选技术。
本文基于PLC技术设计了一种龙门式起重机控制系统，能够实现龙门吊车机械手的精确定位、物体的精准吊取与放置、各种运动参数的控制等多种功能，提高了龙门式起重机的工作效率和安全性。
2.系统结构设计龙门式起重机控制系统结构如图1所示，由PLC控制器、人机界面、执行器等组成。
PLC控制器通过通信接口连接各种传感器、执行器和人机界面设备，通过设计控制程序实现对龙门吊车机械手的运动控制、位置控制和物体吊取、放置等功能。
3.系统控制程序设计系统控制程序主要分为以下几个部分：（1）机械手位置控制程序：该程序通过读取机械手位置传感器的信号，控制机械手的上下、左右、前后运动，从而实现机械手的位置控制。
（2）物体吊取、放置程序：该程序通过读取吊具位置传感器的信号，控制吊具的升降和夹持力度，从而实现对物体的吊取和放置。
（3）运动控制程序：该程序通过读取各段电机传感器的信号，控制电机的启停、转向和转速，实现龙门吊车的前行、后退、左右移动等各种运动。
（4）人机界面程序：该程序通过PLC控制器与人机界面设备进行通信，实现人机交互，包括输入指令、显示操作结果等。
4.系统实现系统实现需要通过PLC控制器进行程序编写，并通过调试和测试实现各种功能，具体步骤如下：（1）根据系统结构设计图进行硬件组装，包括PLC控制器、各种传感器和执行器，以及人机界面设备。
远程监控系统设计方案
远程监控系统设计方案远程监控系统是一种能够实时远程监控目标的系统，通过使用技术手段实现对目标的远程观察、数据采集、图像传输、存储等功能。
远程监控系统广泛应用于视频监控、环境监测、设备远程管理等领域。
本文将介绍一个远程监控系统的设计方案。
1.系统需求分析在设计远程监控系统之前，首先要进行系统需求分析。
这包括确定目标的监控范围、监控要求，以及用户对系统的需求等。
例如，如果是用于视频监控，需要确定监控的对象、监控区域等。
在此基础上，确定系统对图像分辨率、帧率、传输方式、存储容量等的需求。
2.系统架构设计系统架构是指系统的组成部分及其之间的关系和交互方式。
远程监控系统的架构通常包括监控端和监控中心两个主要组成部分。
（1）监控端：负责采集目标的信息（如图像、温度、湿度等）并将其传输给监控中心。
监控端通常由传感器、摄像机、控制器等组成。
（2）监控中心：负责接收监控端传输的信息，并进行处理、分析、显示和存储等操作。
监控中心通常包括服务器、硬盘阵列、显示器、与监控终端的通信接口等。
3.数据采集和传输设计数据采集是远程监控系统的重要环节，它决定了系统对目标信息的获取质量和效率。
数据采集通常包括图像、声音、温度湿度等多种类型的数据。
（1）图像采集：图像采集是远程监控系统的核心功能之一、通常使用摄像机采集目标的图像，并通过压缩编码技术将其转换为数字化的数据。
（2）数据传输：数据传输是将采集到的数据传输给监控中心的过程。
可以使用有线或无线方式进行数据传输。
有线传输方式可以使用以太网、电力线、光纤等，无线传输方式可以使用Wi-Fi、蓝牙、LTE等。
4.数据处理与存储设计在监控中心接收到数据后，需要进行处理、分析、显示和存储等操作。
（1）数据处理和分析：对于图像数据，可以进行图像解压缩、图像增强、目标检测和跟踪等处理和分析操作。
可以使用图像处理算法和机器学习算法实现。
（2）数据显示：将处理和分析后的数据以图像、视频、曲线等形式显示给用户。
基于云平台的桥式起重机远程监控系统设计
基于云平台的桥式起重机远程监控系统设计摘要：在矿山、冶金、铸造工厂都设有桥式起重机，通过桥式起重机来吊装大型设备及生产出来的大型铸件，一旦起重机出现故障必然影响工厂生产。
该文基于巨控云平台的桥式起重机远程监控系统主要以GRM232Q-C通过 GPRS 网络与远程终端实现信息交换，实现对桥式起重机远程监控。
以巨控YunPLC云平台作为接收数据平台，以PLC作为控制器，远程监控起重机，实现远程运维。
关键词：PLC；Modbus；GRM232Q-C；远程监控中图分类号：TP277 文献标识码：A0 引言远程监控在现代化工业控制领域具有重要的意义，在一些复杂的工业现场环境，如高温、高压、粉尘等，就必须建立远程监控和数据传输系统。
桥式起重机是工业现场常见的设备之一，一旦出现故障，维修工程师不在现场，势必造成维修的困难，因此传统的设备故障事后维修与计划维修已经不适应精益生产需求[[1]]，所以对桥式起重机进行远程监控有着需求基础。
因此该文通过巨控GRM232Q-C远程通讯模块和PLC（Programmable Logic Controller）控制结合的方式建立一种非透传模式的 GPRS 远程监控方案，将桥式起重机关键运行参数实时传输到远程 PC（Personal Computer）终端，同时使用手机APP(Application)作为系统的辅助管理手段，通过登录云平台随时随地观察设备的运行状态，实现对桥式起重机的远程监控，及时进行预警，通过实时查看设备的运行状态，来及时排除故障，提高维修的时效性。
1 系统总体设计方案在对桥式起重机进行综合分析的过程，主要分为四个部分，包括桥式起重机主钩设备、桥式起重机副钩设备以及大车运行结构、小车运行结构[[2]]。
以电力电子技术和计算机控制的进一步发展为基础，变频器调速与 PLC 控制相结合的方式已经普遍应用到对桥式起重机的控制，再通过GRM232Q-C远程通讯模块的LAN网口连接PLC，通过GRM232Q-C开发软件完成相关组态，就可以实现PC终端或手机APP对于PLC控制系统进行远程监控，系统总体结构图如图1所示。
龙门式起重机安全控制系统的设计与实现
龙门式起重机安全控制系统的设计与实现1. 引言龙门式起重机被广泛应用于港口、建筑工地等场景中，它具有运输重物的能力，但同时也存在一定的安全隐患。
为了提高起重机的安全性能，设计一个可靠的安全控制系统变得尤为重要。
本文将围绕龙门式起重机安全控制系统的设计与实现展开讨论。
2. 系统架构设计（1）主控制单元：负责整个系统的控制与协调，接收各传感器信号，判断起重机状态，并实现各项安全控制功能。
（2）传感器子系统：包括重量传感器、位移传感器、动力执行器传感器等，用于实时监测起重机的各种参数，确保工作状态的准确性。
（3）运动控制子系统：控制起重机各部分的运动，保证运行的平稳性和准确性。
（4）急停紧急制动子系统：在发生紧急情况时，迅速停止起重机的运动并实现紧急制动，确保事故的最小程度。
3. 安全控制功能设计（1）重量超限报警：通过重量传感器监测起重物的重量，在超过限定范围时触发报警系统，避免超载造成意外事故。
（2）位移限制报警：通过位移传感器监测起重机的位移状态，当起重机超出安全范围时，触发报警并制动系统，避免碰撞或者其他危险情况的发生。
（3）限高报警与电子围栏：利用超声波或激光传感器监测起重机周围环境，设立虚拟的高度限制，当起重机接近或超过限高时，触发报警并停止起重机的升降运动，避免触碰到过高障碍物。
（4）速度限制控制：通过运动控制子系统对起重机各部分的速度进行限制，避免因速度过快而产生的事故风险。
（5）防风功能：利用气象传感器监测风力情况，当风力超过安全范围时，及时停止起重机的运行，避免因风力大而引发的不稳定或破坏风险。
4. 系统实现技术（1）传感器技术：选择合适的重量传感器、位移传感器、超声波或激光传感器、气象传感器等，确保传感器准确性和稳定性。
（2）运动控制技术：采用先进的运动控制算法和反馈控制技术，实现起重机各部分的平稳运动和精确控制。
（3）通信技术：运用现代通信技术，实现主控制单元与各个子系统之间的数据交换和信息传输，保证整个系统的高效运行。
基于云平台的起重机远程监控系统
上海振华重工（集团）股份有限公司 陈静 吴波 余丹炯基于云平台的起重机远程监控系统一、引言在国家信息安全以及大数据分析热点应用的背景下，自主可控的云计算受到空前关注，云服务为一种全新的模式，受到大家广泛的关注，并产生巨大的商业潜力。
随着ZPMC公司全球起重机设备遍布范围的不断扩大，且各区域码头环境的复杂性与多样性，要实现对各码头起重机进行远程监管具有很大的技术挑战，但也具有很强的现实意义。
对于生产厂家来说，远程管理可大大减少维护工程师到现场的时间和费用，不仅能大量节约人力物力，同时也能在最短时间对现场码头起重机提供远程服务，减少码头用户损失，进而提高公司产品性能。
将现代信息技术运用到传统的大型起重机设备的远程监控中去，不但可实现起重机远程监管的目的，也可促进港口的信息化建设，顺应时代潮流。
基于云平台的起重机远程监控系统（下文简称为RCMS）整合广泛的网络资源，实现港口设备的远程管理，极大延伸企业价值链，改善制造服务质量，最终提高公司起重机设备的附加值，增强市场竞争力，提高公司的业务水平。
二、基于云平台的RCMS体系结构基于云平台的起重机远程监控系统采用如图1所示的体系结构，从下往上依次是数据源层、数据采集层、数据存储与挖掘层、表示层，系统采用模块化设计，只需保证层与层间的接口不变，各层的设计和逻辑变化不会影响到整个系统。
传感器/采集仪PLCSensor Data Collector ZPMC OPC UAZookeeper * NKafka broker * NSensorDataPush * N RtDataTrans * N HisPush * NHBase Redis InfluxdbMachineLearning/AnalyzeScada Web ScadaDataAnalyzeMysql图1 系统框架图介绍一种基于云平台的起重机远程监控系统（RCMS)，该系统利用云计算等现代信息技术理念和IoT（物联网，Internet of Thing）新一代信息技术，在用户码头起重机上或者监控中心现场安装一套数据采集单元，负责采集起重机运行数据，并通过网络连接到公司起重机远程管理云平台，实现港口设备安全管理、运行管理、状态监测、智能维保和辅助决策等功能。
起重机安全监控系统
起重机械安全监控系统设计方案1)方案描述起重机械安全系统由数字高清语音对讲系统、数字高清视频监控系统、状态监测系统、本地监控主机、网络传输设备及远程监控平台六个部分组成。
数字式高清语音对讲系统：司机室配备数字式车载电台、司机通过操作台话筒与地面指挥或其他工作人员联系，地面指挥或其他工作人员通过对讲机与司机联系，所有对讲内容均被录音；视频监控系统：采集和存储设备视频信息并在司机室内进行视频显示，为司机操作和设备定位提供帮助，通过网络传输单元把视频信息传输到本地监控主机和远程监控平台；数据监控系统：分为安全监控和电气监控，通过PLC采集起重机相关安全监控数据和电气监控数据，在司机室通过触摸屏显示设备安全监控和电气监控实时状态，方便用户进行现场故障检修，通过网络传输单元把安全监控数据和电气监控数据传输到本地监控主机和远程监控平台；本地监控主机：采用联想计算机作为监控主机，配置网络机柜和UPS，监控主机放置在货运值班室，值班人员可以通过监控主机的视频信息和数据信息进行查看货场所有起重设备的运行状况；网络传输设备：网络传输设备进行采集门机视频信息和数据监控信息，通过无线传输方式传输到本地监控主机，再经过网络将数据传输到远程监控平台；远程监控平台：远程监控平台具有设备视频监控、安全与状态监测、故障智能诊断、远程设备维护、维修计划管理、设备管理、信息自动推送等功能，相关设备管理人员可以通过远程监控平台的视频信息和数据信息在办公室查看所管辖内的起重机的运行状况；限位及传感器监控数据采集显示器硬盘录像机PLC 故障显示屏本地服务器无线通讯云服务器局域网远程用户录音摄像头大车行走区域人及其他障碍物防撞系统图1：网络拓扑图2) 高清语音对讲系统司机室配备数字式车载电台、司机通过操作台话筒与地面指挥或其他工作人员联系，地面指挥或其他工作人员通过对讲机与司机联系，所有对讲内容均被录音，所有语音数据资料存储不少于3个月。
（存储音频）司机室高清摄像头录音对讲机司机对讲机指挥对讲机语音采集司机室高清摄像头3)视频监控系统视频摄像机采用海康威视高清数字室外防水型网络摄像机，具有夜视功能，像素为200万像素，监控区域包括吊钩、小车机房、电气房、司机室、门吊行走区域。
起重设备远程在线监控及安全管理系统的研制
２）数 据处理 和传 输 ：在本地 监控 机 上，对 所有 采集 数 据 进 行分 析 处理 ，根据 起 重机 的运 行参 数 、安 全 参数 评 估 及 设 备性 能 参数 的 系统 逻 辑分 析 及运 算 ，通 过 无 线方 式 将 处 理后 的数据 上传 到 系统服 务器 ，包括 视频 的传 输 。
３）系统平 台 ：将 由监控机 上传 到服 务器 的数 据进 行平 台展 示 ， 同时对 数 据进 行 整合 分析 ，代 表 性 的数 据 形 成 多
啊田 ２０１ ８．１．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｍ ｏｔｅ Ｏｎ—Ｌｉｎｅ Ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｍ ａｎａｇｅｍ ｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｌｉｆｔｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ＬｌＪｕｎ
Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｗ ｅｎｔｙ．Ｆｏｕｒ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｇｕｉｘｉ Ｂｒｉｄｇｅ Ｆａｃｔｏｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｘｉ，Ｊｉａｎｇｘｉ ３３５４００，Ｃｈｉｎａ
２ 系统组织架构 、原理及实现方案
起重 设 备远 程 在线 监 控及 安 全 管理 系统 由系统 电源 、 数 据 采 集 、 数 据 传 输 、远 程 监 控 平 台 、 本 地 监 控 平 台 、 视 频监 控 等组 成 （图 １），整 体 分 为 以下３个 部 分 ：数 据 采 集 、 中 间层 数据 处 理和 传输 、顶层 数 据 平 台数 据 显示 及 管 理 ㈣ 。
起重机远程监控管理系统解决应用方案
起重机远程监控管理系统解决应用方案背景：随着工业的发展，起重机械在越来越多的领域应用。
但起重机械通常结构庞大，机构复杂，需要较大的空间范围运行，并且很多需要作业人员配合或直接操作，所以它与安全生产的关系非常大。
起重机械的设计、制造、安装和使用等环节上稍有疏忽，就可能造成伤亡等事故，另一方面也会有巨大经济损失。
起重机是码头与港口的主要生产设备，起重设备的运行状况是码头管理者时刻关心的大事。
使用远程监控技术可以有效地提高故障设备修复的工作效率。
它能使设备的维护修理人员在故障发生的第一时间及时了解故障信息，而不论他所处的地点距离故障设备有多远，这样可以大大节约故障查找的时间。
通过远程监控技术甚至可以远距离对设备进行编程工作，这对某些紧急情况下，如备件不足时，需要对控制器进行局部的程序修改时很有意义。
现代的远程监控系统与过去相比性能上已有了很大的提高,它是网络技术、电子技术、现代通讯技术、计算机软件等的综合运用。
计算机远程监控系统可以极大地提高人们的生产自动化水平和生产效率,已经被广泛应用于许多行业和领域。
华辰智通自主研发的HDRS设备云远程监控系统是专门针对PLC设备远程监控的系统，能实现工控自动化，工业现场设备远程控制，设备远程故障诊断、修复和调试等功能，能提前避免和减少起重机设备运行过程的人员伤亡和经济损失。
下面小编将针对PLC 远程监控系统如何对起重机进行远程监控进行详细阐述：一、起重机基于PLC远程监控系统基本架构图：二、PLC远程控制系统的产品特点和功能：PLC远程监控系统由PLC远程监控模块和设备远程监控平台组成。
一）PLC远程监控模块的特点1、多种通讯接口结合，可兼容RS232\RS485\RS422\以太网等各种接口PLC；2、多通讯方式结合，结合WIFI、以太网、4G、5G等多种通讯方式，适应各种工业环境；3、采用VPN over P2P远程安全通讯方式，结合RSA加密算法确保通讯安全，严防数据泄漏；4、支持断线重连，异常恢复、系统自监控，确保设备实时在线，确保监控系统正常运行5、体积小巧，导轨安装。
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龙门吊远程监控系统的设计
【摘要】造船企业龙门吊设备是造船企业最为重要的生产设备，通过研究利用OPC软件对龙门吊PLC设备进行数据采集，并将采集到的数据通过组态软件实现实时数据展现，最终达到对龙门吊设备实时监控的目的。
【关键词】无线网络技术组态软件远程监控
一、前言
龙门吊设备作为造船企业的对大型起重设备，它具有节能环保、可靠性高、起重能力大、维修保养工作量小、易于实现自动化操作等优点，是造船企业最重要的生产设施。
因此在日常工作中能对龙门吊设备的运行状态进行有效的监
控那么将会对公司的正常生产提供强有力的保障。
二、研究目的
目前，企业中的许多大型工业设备都装有型号各不相同的PLC，动能源区域的传感器信号也被送入其控制系统的PLC中。
由于近端监控相对独立，在地理位置上分布不同，因此需要维护人员频繁奔波了解设备运行状况。
而且，设备上的PLC通过传感器所收集到的数据因缺少数据库而无法
持久化，故不能历史回放设备某一时间段的运行状态。
如果利用企业中现已部署的网络，建立起PC同远端PLC的通信，
使维修工程师通过人机交互界面对PLC的工作状态进行访问和修改，并结合短消息服务SMS和实时数据存储技术，不仅可以避免维修工程师需要到现场诊断的麻烦，并在第一时间告知他们设备的状态，而且可以记录下设备每时每刻的运行数据，便于将来的重现。
如此，大大节省了人力与物力，准确而精细的管理起了每件生产设备，为设备安全生产提供了保证。
三、系统设计
（一）系统总体设计。
根据企业在生产中的实际需求分析，对系统进行总体设计时对龙门吊设备监控的几个主要机构件进行了统计整理，主要包括龙门吊的刚柔腿，上下小车及四大起升8个部件。
确定完监控部件后对设备的各个机构件进行了功能模块设计，主要包括了对龙门吊设备主要机构的实时监控、历史状态查询、维护信息以及故障实时监控功能。
系统技术方案如图一所示。
（二）系统技术方案设计
在对系统进行完总体设计以后，对龙门吊监控系统的总体技术架构进行了设计。
根据系统实际环境需求分析，最终确定采用无线网络通过OPC协议直接采集起重机的PLC信号，最终通过组态软件实现对龙门吊设备的远程实时监视，并保存采集到的实时数据和作业数据的方案。
采用这种无线网络技术和组态软件结合的技术方案，解决了龙门吊设备与
其它信息设备通讯的问题，同时利用组态软件解决了对采集到的信号数据进行实时展现的问题。
（三）系统技术架构设计。
在确定了系统的技术方案后，对系统技术架构实现进行了设计。
在技术架构方面详细描述了整个系统总体的实现流程，例如数据的采集过程，数据传输过程。
龙门吊监控系统通过OPCServe端从龙门吊PLC设备中采集到基础数据；然后两个OPCClient端（实时数据库和组态软件）通过OPC协议从OPCServer端收集数据，其中实时数据库用来存放采集到的PLC设备的历史数据，组态软件则采集到实时数据用于系统的实时展现。
最后组态软件将采集到的数据存储到数据库中做报表查询。
该技术架构利用OPCServer解决了PLC设备中信号数据采集与转换的问题，实现了系统的实时数据展现。
四、系统实现
由于龙门吊是移动的设备，因此传统的有线网络无法满足我们的需求，本系统在实施的过程中采用了无线网络技术，通过无线AP将位于机房的起重机远程信息化监控系统的服务器连接到龙门吊局域网。
通过在龙门吊设备上架设无线AP使龙门吊设备连入公司的内部网络环境后，通过局域网及无线网络设施实现起重机信息化监控系统同各个龙门
吊控制器PLC的通讯连接。
同时通过在无线AP的安全设定，限制连接到龙门吊局域网的机器，保证PLC安全。
本系统实
现的网络拓扑图如图2所示。
五、结束语
本文是从信息化实施者的角度来探讨船舶行业对龙门吊设备实行远程监控管理的方式。
文章以某船厂的龙门吊设备远程监控管理系统为例，阐述了龙门吊远程监控系统的设计和实现方法。
笔者撰写过程中虽然立足于长期的信息化实施推进工作经验，但是限于经验及阅历，有些观点难免偏颇，希望能抛砖引玉引起读者共鸣。