針對門機安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)，開發(fā)編輯出了一套多功能、易操作的安全監(jiān)控平臺系統(tǒng)。通過本系統(tǒng)軟件，用戶從安全監(jiān)控平臺各個界面可以清晰實時地了解門機各個結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，位移與作業(yè)中風(fēng)速情況，可以查詢歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計導(dǎo)出，通過應(yīng)變、位移、風(fēng)速值得大小來判斷是否要預(yù)警信號，并對系統(tǒng)硬件進(jìn)行測試以及軟件操作進(jìn)行了詳細(xì)說明，最后對系統(tǒng)進(jìn)行了實際的測試與結(jié)果的分析。

門機安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)軟件開發(fā)

 開發(fā)環(huán)境簡介Microsoft Visual Studio（簡稱 VS）自身帶有 C++語言的編譯功能，可視化的集成開發(fā)環(huán)境，開發(fā)環(huán)境如圖 5.1 所示。

適合開發(fā)可視化的應(yīng)用程序，采用的開發(fā)環(huán)境也提供了許多的控件，VC++具有特別豐富的組件與開發(fā)工具，可以較方便快捷地對程序進(jìn)行編輯與調(diào)試，可利用 App Wizard 向?qū)c Class Wizard 快速地創(chuàng)建類來創(chuàng)建工程文件，MFC 也提供了豐富的類資源，用戶可以根據(jù)項目及個人的需要開發(fā)應(yīng)用程序時，通過自己添加控件實現(xiàn)項目所要達(dá)到的展示效果。本系統(tǒng)軟件設(shè)計選擇的是 VS2016 環(huán)境中的VC++組件進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計器已經(jīng)支持 C#

表達(dá)式，實現(xiàn)了更好的生命周期管理。在 MFC 中可以使用 MFC 向?qū)?App Wizard 創(chuàng)建應(yīng)用程序工程，應(yīng)用程序類型由Dialog based（基于對話框應(yīng)用程序）、SDI：Single Document Interface（單文檔應(yīng)用程序）、和 MDI：Multiple Documents Interface多文檔應(yīng)用程序）組成。要實現(xiàn)單文檔應(yīng)用程序的功能設(shè)計，SDI 幾種類需要共同作用，SDI 類之間的關(guān)系圖如圖 5.2 所示。

1）CWin App（應(yīng)用程序類）；

2）CDocument（文檔類）；

3）CSingle Doc Template（文檔模板類）；

4）CFrame Wnd（框架窗口類）；

5）CView（視圖類）。

系統(tǒng)軟件構(gòu)架

本系統(tǒng)采用的是目前最流行的 Windows 平臺應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境 Visual Studio2016，語言采用 C++編程，為了更加方便與快捷地查看門機作業(yè)工程中各構(gòu)件的實際情況，本軟件設(shè)計了非常實用、美觀且清晰的界面。系統(tǒng)軟件主要以曲線、數(shù)值與聲光報警的形式顯示門座式起重機作業(yè)情況下各結(jié)構(gòu)件的正常與異常情況，充分體現(xiàn)監(jiān)控界面的實時性設(shè)計，不同按鈕對應(yīng)相應(yīng)的程序。安全監(jiān)控平臺的穩(wěn)定離不開硬件部分等的高度配合，系統(tǒng)軟件整體構(gòu)架如圖 5.3 所示。

軟件整體設(shè)計從以下幾方面實施。

   1）實時與傳感器進(jìn)行通信來維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸，可以描繪出傳感器所安裝在結(jié)構(gòu)件的具體位置、整個設(shè)備位置及各類傳感器編號等等，能夠錄入與門機作業(yè)相關(guān)的信息。

  2）顯示門機作業(yè)時各項傳感器實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，也以將待測結(jié)構(gòu)的各項傳感器的歷史數(shù)據(jù)以圖表和列表的形式進(jìn)行顯示。

  3）實現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、結(jié)構(gòu)故障的位置識別、結(jié)構(gòu)安全性的預(yù)警等，并以數(shù)據(jù)庫的形式給予存儲。

4）制定預(yù)警閾值，能及時的對可能存在損傷的結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行預(yù)警，較為準(zhǔn)確的顯示出存在隱患的結(jié)構(gòu)件，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況提出控制、應(yīng)急措施。

  5）系統(tǒng)采樣間隔為 0.1s，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，具備開機自檢，斷電自檢和恢復(fù)功能。

本系統(tǒng)開發(fā)的門座式起重機安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)軟件包括 5 個界面，即啟動界面和主

界面（系統(tǒng)簡介界面、應(yīng)力監(jiān)控界面、位移風(fēng)速監(jiān)控界面、數(shù)據(jù)顯示界面）。啟動界面顯

示制作單位、登錄用戶名和密碼信息等，啟動畫面結(jié)束后系統(tǒng)進(jìn)入主界面；主界面包括

功能顯示區(qū)、系統(tǒng)菜單欄。顯示區(qū)顯示軟件 Logo、軟件名、系統(tǒng)簡介、測試結(jié)果等軟件相關(guān)圖片展示；系統(tǒng)菜單欄分塊展示各個功能模塊，對本系統(tǒng)的各項功能進(jìn)行分部展示。從左到右依次是軟件的步驟流程，每一菜單按鈕都對應(yīng)一個功能模塊，以直觀的形式做了詳細(xì)展示，系統(tǒng)菜單欄包括，系統(tǒng)簡介、應(yīng)力監(jiān)控、位移風(fēng)速監(jiān)控、數(shù)據(jù)顯示。

1）啟動界面

   系統(tǒng)運行后，軟件界面出現(xiàn)系統(tǒng)啟動界面，主要展示軟件的名稱以及用戶名、密碼

等，保證數(shù)據(jù)在監(jiān)控平臺的安全性，如圖 5.4 所示。

2）系統(tǒng)簡介界面

   系統(tǒng)簡介主要展示門機作業(yè)過程中的實際場景、實際位置，同時對整個系統(tǒng)原理進(jìn)行了完整的闡述與說明，確保整個系統(tǒng)的實時性與完整性。系統(tǒng)簡介界面如圖 5.5 所示。

應(yīng)力監(jiān)控界面主要包括控制區(qū)域、監(jiān)測區(qū)域、報警區(qū)域三個區(qū)域，實時的監(jiān)控象鼻梁、臂架、大拉桿、人字架處應(yīng)力傳感器布點位置的應(yīng)力，并以曲線與數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行顯示，同時在右方設(shè)置有報警區(qū)域，實時的顯示門機在作業(yè)過程中結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化情況，應(yīng)力監(jiān)控界面如圖 5.6 所示。

4）位移風(fēng)速監(jiān)控界面

   位移與風(fēng)速監(jiān)控主要由監(jiān)控區(qū)域、報警區(qū)域組成。實時的監(jiān)控轉(zhuǎn)臺、臂架處相應(yīng)傳感器布點位置的位移值及整機在作業(yè)過程中的風(fēng)速值和風(fēng)向情況，并以曲線與數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行顯示，同時在右方設(shè)置有報警區(qū)域，實時的顯示門機在作業(yè)過程中結(jié)構(gòu)的位移變化情況和風(fēng)速風(fēng)向情況，位移與風(fēng)速監(jiān)控頁面如圖 5.7 所示。

5）數(shù)據(jù)顯示界面

   數(shù)據(jù)顯示部分主要分為功能區(qū)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、圖表顯示和列表顯示五個部分。功能區(qū)主要展示時間選擇和各個功能相應(yīng)按鈕。圖表顯示主要顯示對應(yīng)時間下的象鼻梁應(yīng)力曲線、臂架應(yīng)力曲線、大拉桿應(yīng)力曲線、人字架應(yīng)力曲線、轉(zhuǎn)臺和臂架的位移曲線、風(fēng)速曲線。列表顯示的第一欄為時間顯示，第二至十三欄為相應(yīng)的應(yīng)力數(shù)據(jù)顯示，第十四、十五欄分別為轉(zhuǎn)臺和臂架的位移數(shù)據(jù)顯示，第十六和十七欄分別為風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)顯示界面如圖 5.8 所示。

安全監(jiān)控平臺概況

    本系統(tǒng)開發(fā)的軟件系統(tǒng)安全監(jiān)控平臺可操作性強，可靠性高，穩(wěn)定性好，本系統(tǒng)軟件具有實時的數(shù)據(jù)顯示視圖，各測點結(jié)構(gòu)情況曲線、列表顯示視圖，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與導(dǎo)出存儲，預(yù)警顯示等多種功能。圖 5.9 為系統(tǒng)安全監(jiān)控平臺框圖。

用戶信息管理：主要對用戶的個人信息和權(quán)限進(jìn)行管理，包括用戶名、密碼、權(quán)限及更多的詳細(xì)資料等等。數(shù)據(jù)采集與傳輸：主要負(fù)責(zé)采集門機各結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移及作業(yè)風(fēng)速風(fēng)向信息，經(jīng)處理與分析進(jìn)行存儲，并將其數(shù)據(jù)實時的傳送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫管理：整個系統(tǒng)交互的數(shù)據(jù)處理中心，同時也作為自身與外設(shè)數(shù)據(jù)的交換區(qū)域，所有實時數(shù)據(jù)均保存在自建的文件夾中，便于管理。主要用于整個監(jiān)控系統(tǒng)門機結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)實時的存儲和查詢。數(shù)據(jù)分析處理：作為整個SHM 系統(tǒng)的核心模塊，其實現(xiàn)了門機關(guān)鍵部位應(yīng)變、位移及作業(yè)間風(fēng)速風(fēng)向的實時顯示，同時對門機的健康狀況進(jìn)行了報警設(shè)定，若超出報警設(shè)定值則給予相應(yīng)的指示信號。

現(xiàn)場顯示：主要負(fù)責(zé)向現(xiàn)場工作人員顯示門機各結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、位移及作業(yè)間風(fēng)速風(fēng)向情況，并采用聲光報警給予緊急情況的提醒。幫助模塊：主要向用戶提供幫助與介紹系統(tǒng)監(jiān)控平臺的使用說明。系統(tǒng)運行后，軟件界面出現(xiàn)系統(tǒng)登錄界面，如圖 5.10 所示。

登錄界面出現(xiàn)后，需要輸入用戶名和密碼，密碼和和用戶名同時輸入成功后，點擊確定按鈕，程序則進(jìn)行載入，等待 3 秒的延遲后進(jìn)入系統(tǒng)主界面。