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一、项目概述
天津港集装箱码头有限公司RTG电表远程监测系统是对安装在RTG电气机房的电表数据进行远程读取、监测、查询、统计等操作，实时掌握RTG作业过程中的用电量、工班作业用电量、用电作业比例等数据。
该系统实现了作业机械用电量的实时监测、抄录，能够结合作业信息对作业机械的用电量等数据进行深度分析和处理，以满足对作业机械用电能效的监控需求。
二、系统功能
（一）远程监控：系统能远程监测记录安装在RTG电气房内的电表数据；
（二）实时界面：无线终端界面实时显示作业司机的用电数据、司机可在操作界面对其作业用电量和与作业箱量比对结果等数据进行查询操作。
（三）数据查询：系统能进行RTG电气房内电表历史数据的查询、统计；系统可以按照设备、司机、工班对任意段时间内的作业用电量、作业箱量等相关数据进行查询操作；
（四）报表生成：各项数据定期（周期可以调整）自动生成EXCEL格式的历史统计报表；
三、系统总体设计方案
（一）系统组成
如图1所示，系统由1套中心站和25个远程终端站、一套数据接收处理系统、远程终端及操作软件组成。
（二）技术参数
SCADAWDS2710数传电台覆盖频率未330-512MHz，它的数据吞吐量大，传输距离远，使用标准的异步通讯协议，WDS2710电台采用了DSP技术前向纠错技术，速率达到19200bps。
SCADAWDS2710数传电台主要技术指标为：☆接口：标准RS-232/标准RS485；☆电源：（10.5～16）VDC；☆传输速率：19200bps；☆调制方式：CPFSK；☆频率范围：330MHz ～ 512MHz；☆通道宽度：25kHz；☆温度范围：-40°C～+70°C；☆封装：防水防尘防震，符合IEE144/855420I.P.66标准；☆体积：143mm51mm184mm；☆功耗：1-5W/1-25W；☆重量：1.0kg
（三）工作原理
1、系统原理。RTG驾驶室内的PLC以RS485通讯方式连接至北斗GPS终端，再由该终端连接至2.4G无线天线，将相关信号传输到位于办公楼的GPS服务器。安装在RTG电气室的三相智能电能表DGJ600同样以RS485通讯方式连接至400M数传电台，将电能数据回传到办公楼内的上位机（PC）。GPS服务器与上位机通过局域网组网完成数据交换。
2、数据通信回路以及通讯协议。DGJ600港口专用智能电表采用标准MODBUS-RTU通讯协议，MODBUS协议在一条通讯线上使用主从应答式连接（半双工），首先，上位机的信号寻址到一台唯一的终端设备，然后终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给上位机。MODBUS协议只允许在主机和终端设备之间通讯，不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。
SCADAWDS2710数传电台通讯模式可在不借助第三方通讯设备情况下完成系统数据传送，当系统工作时，上位机通过电台采用MODBUS-RTU通讯协议，广播发送各个终端电表的数据查询指令；在查询指令中包含终端地址信息，最多可支持247个终端编号，查询指令中的功能代码告之被选中的DGJ600要执行何种功能，DGJ600电表在收到对应于自己地址的查询指令后进行回应，回应数据段包括了从设备收集的数据：如寄存器值或状态等。这些信息通过SCADAWDS2710数传电台传送到上位机，在上位机运行的数据接收处理软件系统进行数据的分解处理，并保存到中心数据库供日后查询统计用。未被选中的DGJ600将不进行数据回应，也不会发送任何数据给上位机，这样保证了在同一时刻，避免多个DGJ600同时向上位机发送数据信息而引发数据接收混乱。
四、分系统设计
本系统由中心监控站系统、终端分系统、以及用户应用软件系统组成。
（一）中心监控站系统。中心监控站系统由研华工控机、数传电台、中心数据接收处理软件系统组成。主要功能包括：第一，发送终端电表数据查询指令；第二，接收终端数传电台发送的电表回应数据并进行分解处理；第三，在中心按照设备、司机、工班对任意段时间内的作业用电量、作业箱量等相关数据进行查询操作；第四，各项数据定期（周期可以调整）自动生成EXCEL格式的历史统计报表；
（二）终端分系统。终端分系统由数传电台、DGJ600电表（客户提供）组成，主要功能如下：1、对上位机发送的查询指令作出响应；2、无线终端界面实时显示作业司机的用电数据、司机可在操作界面对其作业用电量和与作业箱量比对结果等数据进行查询操作。
（三）用户应用软件系统。用户软件系统是集装箱码头生产过程控制、可视化管理系统功能一项扩展需求，包括技术部监控系统的用电查询统计功能及RTG无线终端应用系统的用电查询功能。
1、RTG移动站子系统。RTG移动站软件在原有软件功能的基础上，增加作业量与用电量的查询，司机可在操作界面对其作业用电量和与作业箱量比对结果等数据进行查询操作。
2、查询统计子系统。在原有系统监控软件上新增用电查询统计功能，提供给监控人员按照设备、司机、工班对任意段时间内的作业用电量、作业箱量等相关数据进行查询操作，各项数据可定期（周期可以调整）自动生成EXCEL格式的历史统计报表。
3、数据处理中心子系统。数据处理中心服务软件主要负责电表数据的转发和数据的存储，在保持原有的功能不变的基础上，增加移动站查询作业用电信息的功能、远程读取电表数据并存储等功能。
天津港集装箱码头有限公司RTG电表远程监测系统是对安装在RTG电气机房的电表数据进行远程读取、监测、查询、统计等操作，实时掌握RTG作业过程中的用电量、工班作业用电量、用电作业比例等数据。
该系统实现了作业机械用电量的实时监测、抄录，能够结合作业信息对作业机械的用电量等数据进行深度分析和处理，以满足对作业机械用电能效的监控需求。
二、系统功能
（一）远程监控：系统能远程监测记录安装在RTG电气房内的电表数据；
（二）实时界面：无线终端界面实时显示作业司机的用电数据、司机可在操作界面对其作业用电量和与作业箱量比对结果等数据进行查询操作。
（三）数据查询：系统能进行RTG电气房内电表历史数据的查询、统计；系统可以按照设备、司机、工班对任意段时间内的作业用电量、作业箱量等相关数据进行查询操作；
（四）报表生成：各项数据定期（周期可以调整）自动生成EXCEL格式的历史统计报表；
三、系统总体设计方案
（一）系统组成
如图1所示，系统由1套中心站和25个远程终端站、一套数据接收处理系统、远程终端及操作软件组成。
（二）技术参数
SCADAWDS2710数传电台覆盖频率未330-512MHz，它的数据吞吐量大，传输距离远，使用标准的异步通讯协议，WDS2710电台采用了DSP技术前向纠错技术，速率达到19200bps。
SCADAWDS2710数传电台主要技术指标为：☆接口：标准RS-232/标准RS485；☆电源：（10.5～16）VDC；☆传输速率：19200bps；☆调制方式：CPFSK；☆频率范围：330MHz ～ 512MHz；☆通道宽度：25kHz；☆温度范围：-40°C～+70°C；☆封装：防水防尘防震，符合IEE144/855420I.P.66标准；☆体积：143mm51mm184mm；☆功耗：1-5W/1-25W；☆重量：1.0kg
（三）工作原理
1、系统原理。RTG驾驶室内的PLC以RS485通讯方式连接至北斗GPS终端，再由该终端连接至2.4G无线天线，将相关信号传输到位于办公楼的GPS服务器。安装在RTG电气室的三相智能电能表DGJ600同样以RS485通讯方式连接至400M数传电台，将电能数据回传到办公楼内的上位机（PC）。GPS服务器与上位机通过局域网组网完成数据交换。
2、数据通信回路以及通讯协议。DGJ600港口专用智能电表采用标准MODBUS-RTU通讯协议，MODBUS协议在一条通讯线上使用主从应答式连接（半双工），首先，上位机的信号寻址到一台唯一的终端设备，然后终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给上位机。MODBUS协议只允许在主机和终端设备之间通讯，不允许独立的终端设备之间的数据交换，这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。
SCADAWDS2710数传电台通讯模式可在不借助第三方通讯设备情况下完成系统数据传送，当系统工作时，上位机通过电台采用MODBUS-RTU通讯协议，广播发送各个终端电表的数据查询指令；在查询指令中包含终端地址信息，最多可支持247个终端编号，查询指令中的功能代码告之被选中的DGJ600要执行何种功能，DGJ600电表在收到对应于自己地址的查询指令后进行回应，回应数据段包括了从设备收集的数据：如寄存器值或状态等。这些信息通过SCADAWDS2710数传电台传送到上位机，在上位机运行的数据接收处理软件系统进行数据的分解处理，并保存到中心数据库供日后查询统计用。未被选中的DGJ600将不进行数据回应，也不会发送任何数据给上位机，这样保证了在同一时刻，避免多个DGJ600同时向上位机发送数据信息而引发数据接收混乱。
四、分系统设计
本系统由中心监控站系统、终端分系统、以及用户应用软件系统组成。
（一）中心监控站系统。中心监控站系统由研华工控机、数传电台、中心数据接收处理软件系统组成。主要功能包括：第一，发送终端电表数据查询指令；第二，接收终端数传电台发送的电表回应数据并进行分解处理；第三，在中心按照设备、司机、工班对任意段时间内的作业用电量、作业箱量等相关数据进行查询操作；第四，各项数据定期（周期可以调整）自动生成EXCEL格式的历史统计报表；
（二）终端分系统。终端分系统由数传电台、DGJ600电表（客户提供）组成，主要功能如下：1、对上位机发送的查询指令作出响应；2、无线终端界面实时显示作业司机的用电数据、司机可在操作界面对其作业用电量和与作业箱量比对结果等数据进行查询操作。
（三）用户应用软件系统。用户软件系统是集装箱码头生产过程控制、可视化管理系统功能一项扩展需求，包括技术部监控系统的用电查询统计功能及RTG无线终端应用系统的用电查询功能。
1、RTG移动站子系统。RTG移动站软件在原有软件功能的基础上，增加作业量与用电量的查询，司机可在操作界面对其作业用电量和与作业箱量比对结果等数据进行查询操作。
2、查询统计子系统。在原有系统监控软件上新增用电查询统计功能，提供给监控人员按照设备、司机、工班对任意段时间内的作业用电量、作业箱量等相关数据进行查询操作，各项数据可定期（周期可以调整）自动生成EXCEL格式的历史统计报表。
3、数据处理中心子系统。数据处理中心服务软件主要负责电表数据的转发和数据的存储，在保持原有的功能不变的基础上，增加移动站查询作业用电信息的功能、远程读取电表数据并存储等功能。