2．1運動軌跡記錄與回放

當(dāng)起重機(jī)出現(xiàn)故障或發(fā)生事故時，發(fā)生時間點前后的相關(guān)數(shù)據(jù)(如起重機(jī)的位置、速度和載重，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流等)能為故障或事故發(fā)生原因分析提供很大幫助。通常軌跡記錄可使用定時可視化Basic腳本(VisualBasicScript，VBS)將需要記錄的數(shù)據(jù)寫人數(shù)據(jù)庫，但是數(shù)據(jù)記錄的頻率高、數(shù)量大，同時VBS的執(zhí)行效率低，若長期頻繁地進(jìn)行大規(guī)模的記錄插入操作，會導(dǎo)致軟件運行緩慢，影響起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)響應(yīng)速度。而WinCC本身具有變量記錄功能，其方式也是將數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。相比前一種數(shù)據(jù)錄制方案，其性能更優(yōu)，能以高頻率(10ms級別)記錄大量變量而不影響軟件的整體性能。需注意，WinCC在寫入數(shù)據(jù)庫時對數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，讀取時需用特別的方式進(jìn)行還原。78上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報2016年第1期軌跡回放時，先將選定時間長度的所有數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中讀取到對應(yīng)的內(nèi)存數(shù)組中，隨后在回放時按系統(tǒng)采集頻率遍歷數(shù)組的數(shù)據(jù)。

2．2WinCC平臺視頻監(jiān)控

通過硬盤錄像機(jī)和攝像機(jī)可簡單地實現(xiàn)視頻監(jiān)控功能，并能在硬盤錄像機(jī)上查看圖像畫面。然而，系統(tǒng)為體現(xiàn)其整體性、提高集成度、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，考慮將視頻監(jiān)控功能嵌入到WinCC中，充分縮減上位機(jī)操作軟件的類型和數(shù)量，提高系統(tǒng)的操作體驗。由于WinCC屬于二次開發(fā)平臺，而硬盤錄像機(jī)提供的開發(fā)包是基于一次開發(fā)平臺的，因此不能直接在WinCC中針對硬盤錄像機(jī)進(jìn)行編程開發(fā)。通常視頻編碼器提供SDKActiveX控件，而WinNCC可嵌入VB控件，因此將視頻編碼器作為WinCC的視頻數(shù)據(jù)源。視頻信號經(jīng)過視頻編碼器編碼后輸出到WinCC，通過對VB開發(fā)控件編程可實現(xiàn)在WinCC中視頻監(jiān)控的功能。

2．3RCMS與PLC通信

RMCS主要用于集中管理碼頭的所有起重機(jī)。與LCMS側(cè)重于起重機(jī)的實時監(jiān)控不同，RCMS側(cè)重于起重機(jī)的數(shù)據(jù)管理，提供起重機(jī)歷史數(shù)據(jù)的查詢、分析和報表等功能。因此，選用VB進(jìn)行開發(fā)比選用WinCC更為合適。但是，RCMS也應(yīng)具有部分實時數(shù)據(jù)監(jiān)控功能作為輔助，因此必須與PLC通信來獲取數(shù)據(jù)。這里以西門子PLC為例，采用以太網(wǎng)連接方式，備選有以下3種通信方式。

1)MODBUS／TCP協(xié)議方式。需將PLC作為從站進(jìn)行編程，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通信功能塊發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；將VB作為主站，使用WINSOCKET控件對MODBUS協(xié)議進(jìn)行編程發(fā)送。采用該方式的優(yōu)點是TCP協(xié)議與MoDBUS協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)性和開放性，缺點是當(dāng)需要改變監(jiān)控數(shù)據(jù)時必須修改PLC程序。

2)OPC(OLEforProcessContro1)方式。需在RCMS端組態(tài)和配置OPCSERVER，同時在PLC中配置好S7連接通道。在VB環(huán)境中引用SimensOPCDaautomation2．0后即可用西門子OPCSERVER的接口函數(shù)，對連接服務(wù)器、添加OPC組對象、添加數(shù)據(jù)項及同步數(shù)據(jù)讀寫進(jìn)行編程。采用該方式的優(yōu)點是在修改通信內(nèi)容時不必改動PLC，直接修改OPCSERVER的配置即可；此外，OPC作為一個標(biāo)準(zhǔn)，使得RCMS端可連接不同廠商的PLC。采用該方式的缺點是數(shù)據(jù)需經(jīng)過OPCSERVER中轉(zhuǎn)，通信延遲較高，數(shù)據(jù)刷新速度較低。

3)$7CONNECTION方式。使用S7協(xié)議可很容易地讀寫出各PLC內(nèi)的I，Q，M，DB等區(qū)域的數(shù)值。由于S7協(xié)議是保密的，無法直接編程，因此PLC廠家專門開發(fā)了封裝S7通信協(xié)議的組件PRODAVE，提供了豐富的操作接口函數(shù)。起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)采用該方式的優(yōu)點是可以快速訪問PLC內(nèi)任意存儲器的數(shù)據(jù)，且改變通信數(shù)據(jù)時無需改動PLC的配置和程序。采用該方式的缺點是其不支持并發(fā)連接，當(dāng)前激活的連接只有1個時，必須將其關(guān)閉后才能切換到其他連接。

這里采用的是使用PRODAVE進(jìn)行s7通信的方式。對比MODBUS／TCP方式，該方式無需修改PLC端程序；對比OPC方式，OPC服務(wù)器占用RCMS端資源多、通信延遲高、故障恢復(fù)周期長。對于其他品牌的PLC，既可選擇使用MODBUS／TCP和OPC等標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行通信，也可針對PLC專用協(xié)議進(jìn)行編程實現(xiàn)。