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详细介绍门式起重机监控管理系统的关键技术研究

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2016-07-06 10:50:00

2.1运动轨迹记录与回放

当起重机出现故障或发生事故时,发生时间点前后的相关数据(如起重机的位置、速度和载重,电机的转速、电流等)能为故障或事故发生原因分析提供很大帮助。通常轨迹记录可使用定时可视化Basic脚本(VisualBasicScript,VBS)将需要记录的数据写人数据库,但是数据记录的频率高、数量大,同时VBS的执行效率低,若长期频繁地进行大规模的记录插入操作,会导致软件运行缓慢,影响起重机安全监控管理系统响应速度。而WinCC本身具有变量记录功能,其方式也是将数据记录在数据库内。相比前一种数据录制方案,其性能更优,能以高频率(10ms级别)记录大量变量而不影响软件的整体性能。需注意,WinCC在写入数据库时对数据进行了压缩,读取时需用特别的方式进行还原。78上海船舶运输科学研究所学报2016年第1期轨迹回放时,先将选定时间长度的所有数据从数据库中读取到对应的内存数组中,随后在回放时按系统采集频率遍历数组的数据。



2.2WinCC平台视频监控

通过硬盘录像机和摄像机可简单地实现视频监控功能,并能在硬盘录像机上查看图像画面。然而,系统为体现其整体性、提高集成度、实现数据的统一管理,考虑将视频监控功能嵌入到WinCC中,充分缩减上位机操作软件的类型和数量,提高系统的操作体验。由于WinCC属于二次开发平台,而硬盘录像机提供的开发包是基于一次开发平台的,因此不能直接在WinCC中针对硬盘录像机进行编程开发。通常视频编码器提供SDKActiveX控件,而WinNCC可嵌入VB控件,因此将视频编码器作为WinCC的视频数据源。视频信号经过视频编码器编码后输出到WinCC,通过对VB开发控件编程可实现在WinCC中视频监控的功能。



2.3RCMS与PLC通信

RMCS主要用于集中管理码头的所有起重机。与LCMS侧重于起重机的实时监控不同,RCMS侧重于起重机的数据管理,提供起重机历史数据的查询、分析和报表等功能。因此,选用VB进行开发比选用WinCC更为合适。但是,RCMS也应具有部分实时数据监控功能作为辅助,因此必须与PLC通信来获取数据。这里以西门子PLC为例,采用以太网连接方式,备选有以下3种通信方式。



1)MODBUS/TCP协议方式。需将PLC作为从站进行编程,调用标准MODBUS通信功能块发送和接收数据;将VB作为主站,使用WINSOCKET控件对MODBUS协议进行编程发送。采用该方式的优点是TCP协议与MoDBUS协议的标准性和开放性,缺点是当需要改变监控数据时必须修改PLC程序。



2)OPC(OLEforProcessContro1)方式。需在RCMS端组态和配置OPCSERVER,同时在PLC中配置好S7连接通道。在VB环境中引用SimensOPCDaautomation2.0后即可用西门子OPCSERVER的接口函数,对连接服务器、添加OPC组对象、添加数据项及同步数据读写进行编程。采用该方式的优点是在修改通信内容时不必改动PLC,直接修改OPCSERVER的配置即可;此外,OPC作为一个标准,使得RCMS端可连接不同厂商的PLC。采用该方式的缺点是数据需经过OPCSERVER中转,通信延迟较高,数据刷新速度较低。



3)$7CONNECTION方式。使用S7协议可很容易地读写出各PLC内的I,Q,M,DB等区域的数值。由于S7协议是保密的,无法直接编程,因此PLC厂家专门开发了封装S7通信协议的组件PRODAVE,提供了丰富的操作接口函数。起重机安全监控管理系统采用该方式的优点是可以快速访问PLC内任意存储器的数据,且改变通信数据时无需改动PLC的配置和程序。采用该方式的缺点是其不支持并发连接,当前激活的连接只有1个时,必须将其关闭后才能切换到其他连接。


这里采用的是使用PRODAVE进行s7通信的方式。对比MODBUS/TCP方式,该方式无需修改PLC端程序;对比OPC方式,OPC服务器占用RCMS端资源多、通信延迟高、故障恢复周期长。对于其他品牌的PLC,既可选择使用MODBUS/TCP和OPC等标准方式进行通信,也可针对PLC专用协议进行编程实现。





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