隨著工業(yè)的發(fā)展，在“互聯(lián)網(wǎng)“+”智能制造“+”云數(shù)據(jù)服務”的驅動下，智能制造成為我國的重大發(fā)展戰(zhàn)略之一，智能制造將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過深度挖掘才能最大限度發(fā)揮作用。

冶金起重機是用于吊運熔融金屬的專用起重機，由大車行走機構、小車行走機構、起升機構及電控系統(tǒng)組成，工作環(huán)境具有高溫、高塵、高空作業(yè)的特點，是冶金生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)設備中的重大危險源設備，不論是政府安全監(jiān)管機構、地方安全管理部門還是生產(chǎn)企業(yè)對冶金起重的監(jiān)管工作都高度重視，并采用有效的手段予以強制管理。

國外在起重機監(jiān)控管理方面的研究起步較早，其中像德國、英國、法國等國家已經(jīng)有比較成熟的技術應用系統(tǒng)。我國在起重機監(jiān)控管理方面也在不斷進步，主要集中在以下幾個面：第一，起重機事故及故障信息無記錄；第二，已采用一些攝像視頻監(jiān)控技術進行運行狀態(tài)監(jiān)視，用于事故分析；第三，安裝一些連鎖保護裝置（如超載限制器、超速限制器、上下限位器等）對起重機實施違規(guī)后的安全保護。但由于系統(tǒng)信號無法存儲，不具備回放功能，僅能作為事故應急處理，很難達到事故再現(xiàn)。因此，必須采取有效的方法對起重機進行全方位實時監(jiān)測、實時報警、預測分析、事故回放和設備狀態(tài)監(jiān)測等。起重機云數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設計具有重要的現(xiàn)實意義。

起重機云數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層設計結構，包括數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、數(shù)據(jù)處理和運用交互層。各層級相互獨立統(tǒng)一，提供通用性連接接口，能夠確保系統(tǒng)的兼容性、穩(wěn)定性及安全性。各層級及模塊的功能描述如圖 1 所示。圖 1各層級及模塊的功能描述如下。

（1）數(shù)據(jù)采集層。從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個接口，是系統(tǒng)的心臟，數(shù)據(jù)的準確性決定了系統(tǒng)價值。本系統(tǒng)研究的數(shù)據(jù)一方面來自起重機本身的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)（運行狀態(tài)、限位信號、指令信號等）、設備參數(shù)信號（結構參數(shù)、檢維修數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)等）、視頻攝像信息；另一方面來自于國家標準規(guī)范、地方規(guī)章制度、場內(nèi)工作流程等信息。

（2）網(wǎng)絡傳輸層。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸層的傳輸方式包括有線傳輸、無線傳輸、“無線有線傳輸”等多種方式。

（3）數(shù)據(jù)處理層。數(shù)據(jù)經(jīng)過采集、傳輸后，進入數(shù)據(jù)存儲階段，采用云存儲技術實現(xiàn)，并按照特定規(guī)則對實時數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)等信息通過數(shù)據(jù)挖掘技術進行大數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)的價值最大化。

（4）運用交互層。為用戶使用提供多種交互接口，并制作人機交互窗口，以實現(xiàn)設備與人的云數(shù)據(jù)交互。本層級提供 PC 端接口、手機端接口、手持終端接口、監(jiān)管部門特定接口等多種交互方式。

采集信號包括起重機運行狀態(tài)信號、設備信息、周邊環(huán)境信息和人員信息等。起重機信息、周邊環(huán)境信息采集通過可編程控制（PLC）系統(tǒng)、終端檢測設備、智能儀表等設備進行采集；設備信息、人員信息、環(huán)境信息等通過終端設備錄入或通過人機交互窗口進行錄入。采集的信息包括起重機信息、周邊環(huán)境信息、設備信息、人員信息和其他信息。起重機信息包括運行狀態(tài)信號、安全連鎖信號、指令信號等。周邊環(huán)境信息包括氣象信息、視頻圖像信息、人員流動信息等。設備信息包括執(zhí)行機構、檢測儀表投入生產(chǎn)日期、廠商、壽命等。人員信息包括作業(yè)人員、配合作業(yè)人、離崗人員及相關人員的個人信息等。其他信息包括相關標準、規(guī)范、制度、流程等。

使用傳感技術、通訊技術、計算機技術將系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時、完整、安全地傳輸至數(shù)據(jù)存儲服務器，包括有線傳輸、無線傳輸、“有線 + 無線傳輸”等多種傳輸方式。

云數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)通過云存儲對相關信息數(shù)據(jù)進行管理，如圖 2 所示。

服務器區(qū)采用高性能物理服務器加虛擬化服務器的方式來解決計算資源的分配問題，由于數(shù)據(jù)庫具有低延時和高性能的要求，所以數(shù)據(jù)庫服務器采用單獨的物理機來承載。通過虛擬化整合物理服務器，將業(yè)務遷移到云平臺上，可通過資源共享實現(xiàn)最大的利用率，達到節(jié)約維護成本的目的。

運用交互研究從功能性和交互性兩個層面進行分析研究。功能性指系統(tǒng)實現(xiàn)的功能模塊，交互性指系統(tǒng)訪問方式及訪問窗口，如圖 3 所示。

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、云數(shù)據(jù)存儲等技術的快速發(fā)展，起重機在各行各業(yè)中的應用日漸廣泛。本文對起重機云數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)進行研究與設計，不僅能夠杜絕起重機監(jiān)控的盲區(qū)，提升了起重機狀態(tài)信息的準確性，還能夠保障設備和相關技術人員的安全。因此，相關企業(yè)應當重視起重機云數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與運用，確保起重機能