集装箱桥吊远程抄表系统的设计与应用研究

发表时间:2019/6/10   来源:《防护工程》2019年第5期   作者:陈威1 滕友昌2
[导读] 未来的桥吊设备将具备更广泛的集成性与适配性,以符合市场需求,而远程抄表系统也将成为这一类型设备的标配硬件[2]。

上海振华重工(集团)股份有限公司  201913
  摘要:当前为保障码头运输装箱效率,对于机械运作的抄表模式需要进行调整,传统模式中耗费时间成本并且误差概率大的问题可以通过改进电能表并且通过无线传输的方式予以改善。当前码头运输管理多采用GPRS网络通信保证对集装箱吊装情况的统计达到对应需求。
  关键词:集装箱桥吊;远程抄表;系统设计应用
  
  
  引言:
  码头运输行业在桥吊装备上多采用机械式运作,对于部分操作现已继承电气自动化设备进行辅助,不过大部分传统桥吊在集装箱吊装业务中进行抄表读数时都需要人力进行作业,不仅对人员安全有一定风险,同时误差数值以及抄表效率也难以满足需求。因此码头设备尤其是集装箱桥吊需要统一配备远程抄表系统以提升工作效率。
  一、远程抄表技术基础及集装箱桥吊适用性
  抄表技术主要集中于电能表及部分机械运作模块,通过统计用电信息并对远程终端进行通信,随时掌握桥吊状况以及运载效率,对于管理中心调控电网负荷有非常重要的影响,当前在桥吊集装箱业内多采用双级数据传输方式构建信息流通渠道,1级渠道为DTU与桥吊吊装电能表之间直连,以提交和保存数据,让远端管理中心能够及时存储数据,通常采用485总线形式进行调控。而2级数据传输则是管理中心与服务器之间进行信号传输,通过无线网络的接入实现数据的转化与处理过程。
  当前码头区域覆盖GPRS信号范围较大基本能够使前全码头覆盖效果,能够保证在需求无线通信环境下进行无缝对接,按照国内网络传输标准,延时概率约为2s左右,这样对桥吊作业的抄表工作而言已经足够,可以保证远程抄表流程的顺利完成。抄表工作本身所需要的数据传输量一般维持在每秒10-60kibit以内即可顺利完成通信,这一情况使得GPRS技术为核心的远程抄表系统在马桶集装箱吊装作业中有极大的应用市场。
  
  图1 模块化桥吊远程抄表系统
  当前使用的DTU设备通常使用环境为远程操控所以数据的流量的峰值速率并非首要考量因素,最受到重视的反而是数据传输的稳定性,短时间内多次重连的状况若在实际作业中发生,将造成设备运转计数不准确,后台数据库随时可能因此产生报错现象,在测试阶段对于DTU的数据连接需要持续接通一小时以上以获取阶段性数据测试其稳定性,在数据中心以数据包的形式进行接收,确保链接数据切实可用。这样一来对于远程抄表的数据结果稳定性能够产生更好的把握性,同时也能够充分检验作业场地与远端管理中心的联通效果。
  二、抄表系统联通效果设置环节
  DTU设备通过接口转换实现远程交互,当前实际作业环境中通常需要按照预置软件流程进行熊设置,将数据管理中心以及远端操作端进行socket连接,有效搭建起客户端与服务端的沟通之后,通过系统内置的连接协议(通常为TCP协议)为DTU设备配置好对应的IP地址以及分配到的端口序号。移动通信需要当地运营商的网络支持才能够实现数据远程沟通的效果,这一步骤需要流量与因特网的传输功能,在测试阶段信号接通后管理中心将接收到对应信号并进行编码处理将数据保存,达成信息交互之后远端信号就能够持续保持沟通状态并实时传输对应数据[2]。
  
  图2  DTU设备远程抄表设计图示
  在实际应用过程中可通过手机短信获取对应的验证需求码登录系统,保证桥吊工作过程中的信号联通效果。当然在保障移动通信的前提下,DTU设备需要单独的移动通信SIM卡才能够远程传输GPRS信号,对于数据传输的持续性设置可以按照具体需求进行调整,通常以每小时传输更新一次数据为准。远端管理中心除上述设置外,也需要安装对应的抄表系统管理软件,保证对抄表数据终端分别进行处理。当前智能化的设置模式支持将每日数据导出并以邮件形式发送到预置的管理员邮箱当中,方便管理人员对电量消耗情况进行统计使用。
  在通过短信以及拨号方式进行联通前,应对作业场地进行干扰效果测试,码头地区因区位因素以及特殊情况会在设备运行过程中接到不明呼叫,对作业桥吊将产生不良影响,因此在正式使用前进行抗干扰测试是非常必要的,首先通过安装步骤将设备正确装载在桥吊上,随后按照DTU操作说明呼出短信及呼叫操作,以保证设备与远端管理中心切实连接妥当,随后以同样的次数回复短信及呼叫以确保双方联通效果符合实际作业需求,并在此之后保持连接状态进行观察,确保设备在操作期间不产生掉线现象,为实际作业中的数据连续性做好保障。
  三、抄表系统安装过程的细节安全检测
  对于桥吊附加的辅助设备安装及维护,需要专门人员进行定期检查,以确保设备机能能够持续进行使用,一般在检修过程中需要经过如下步骤的测试。
  
  图3 传统桥吊操作及检修均需人工完成
  部分码头现场会因区位因素导致信号频率不稳定,造成GPRS信号弱或间歇性中断,这一现象对于码头行业而言属于正常范围,但要控制具体频率需要对天线设备的性能进行检测,首先是通过去掉天线并间隔半小时时间安装回原位,随后在DTU设备上进行操作检测,如设备功能正常将在一定时间内自动重连原始信号,如重连时间在5分钟以内,那么测试通过,这一状况能够符合具体使用需求。
  另外对于DTU设备的使用环境可能面临重复上电的情况,在桥吊设备持续重新登陆下能否保持稳定也是需要考量的具体内容之一,多次临时断电中应对重连速度进行测试,若DTU设备能够在2分钟内完成断电重连测试,那么其性能就达到合格水准,一般测试次数以20次为准,避免误差问题影响测试准确性。
  另外双向数据传输效果也是检测DTU设备抄表效果的重要方式之一,因为日常操作中需要经常性进行小数据包的发送,这对于设备远端连接能力是相当重要的考察,可以通过后台数据的设定调整频率,在检修维护阶段,可以按照每10秒向终端抄表设备发送固定大小文件的方式检测系统性能,如在过程中未出现重连或丢包状况,即可看做设备使用性能正常。
  四、远程抄表系统的安装效果及收益影响
  在桥吊设备的辅助系统安装过程中,抄表系统作为统计用电量的附属设备,其使用频率以及寿命直接决定了其经济效益能否满足需求,当然实际使用效果以及改进效率的方面也必须考虑在内,通过远程抄表系统的安装能够避免在人工抄表过程中存在的安全隐患以及误差问题,同时远程抄表系统能够实时进行数据监测,无需停工进行抄表作业,无形之中能够充分提升工作效率,另外远端的管理中心无需再通过整理纸面数据进行测算,而是可以通过远程传输的数据包进行大数据分析构建对应的数据模型以分析桥吊设备的用电状况,为码头行业的节能减排提供更好的工作效果。
  
  图4 采用远程抄表系统的集约化高效率码头桥吊
  另外从短期支出上虽然安装远程抄表系统需要较大的资金投入,但是从长远而言能够获得的效率提升以及收益提升将是长时间的,这一点促进着当前桥吊设备远程抄表系统的应用前景不断加强,并且在技术设计上的优化也使得这一设备具有了更多形态和适用场景。
  当前从使用区间以及常见客户来说,码头集装箱桥吊仍旧是远程抄表系统的重点市场,不过对于需求电气自动化的市场而言,这一设备的需求还会不断提升,另外对于桥吊设备而言,在未来的发展过程中可以预见的将是系统化与模块化的升级,届时目前通过辅助系统生效的设备将逐渐转为内置配件,远程抄表系统因其功能属性的原因,也势必属于这一范畴,未来的桥吊设备将具备更广泛的集成性与适配性,以符合市场需求,而远程抄表系统也将成为这一类型设备的标配硬件[2]。
  五、结束语
  集装箱桥吊安装后在前期成本上会有一定的投入增加,但在实际运营中的效果将会逐渐将这部分支出回收,并且按照码头需求进行调整能够保证各项作业正常进行,同时对于码头设备精细化管理以及设备自动化进程的加快实现有着重要的意义,并且通过抄表工作环节的升级能够充分实现效益营收的快速升级。
  参考文献:
  [1]吴克锤. 集装箱桥吊吊具定位系统的总体设计[J]. 科技风, 2017(12):166-167.
  [2]瞿俊杰, 刘韩臣, 倪青亮. 岸边集装箱桥吊电气控制系统[J]. 设备管理与维修, 2017(11):89-91.

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