bmo-西門子基于WinCC的港口移動(dòng)機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用doc

西門子基于ＷｉｎCC的港口移動(dòng)機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

項(xiàng)目所在地位于某國(guó)際集裝箱碼頭有限公司。其港口大型機(jī)械主要包括岸橋（岸邊橋式集裝箱起重機(jī))和場(chǎng)橋(堆場(chǎng)橋式集裝箱起重機(jī)），兩種大型機(jī)械的掌握系統(tǒng)主要由GE90３０／907０、YAＳＫAWACP317/CＰ31６、FＵＪI７0/120和AＢBAC8０0M等四個(gè)系列的ＰLC組成,總計(jì)192臺(tái).由于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備的類型和數(shù)量很多，因此為了統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集的接口,港口大型移動(dòng)機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)以工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)為基礎(chǔ),通過(guò)OPC的通訊方式采集各個(gè)類型PLＣ的數(shù)據(jù)。然后WinCC以O(shè)PＣ客戶端的方式讀取OＰC服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，并通過(guò)無(wú)線模式將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動(dòng)手持終端上,從而實(shí)現(xiàn)堆港口大型移動(dòng)機(jī)械設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控。?二、系統(tǒng)介紹?2.1系統(tǒng)需求?基于國(guó)際集裝箱碼頭現(xiàn)有的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)所掩蓋的有效工作范圍內(nèi)，本系統(tǒng)需要滿意和實(shí)現(xiàn)如下功能:?（1)系統(tǒng)中全部的岸橋和場(chǎng)橋必須組網(wǎng)進(jìn)入港口大型移動(dòng)機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)?稱MCMS（MｏbileCrａneＭｏｎiｔorｉngSyｓteｍ）)；

(2)全部岸橋和場(chǎng)橋的數(shù)據(jù)必須通過(guò)統(tǒng)一的通訊協(xié)議采集到同一監(jiān)控平臺(tái)上。?(3)服務(wù)器通過(guò)WinCC的B／S模式,利用無(wú)線以太網(wǎng)絡(luò)將項(xiàng)目發(fā)布到現(xiàn)場(chǎng)的移?動(dòng)手持終端(MＰC)上.?（４）工程人員能通過(guò)手持MPＣ（MoｂｉlePersｏnalＣoｍｐuter）利用YＩCT的無(wú)線局

域絡(luò),從服務(wù)器上讀取各岸橋和場(chǎng)橋的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并進(jìn)行必要的掌握；?2．2掌握系統(tǒng)構(gòu)成

除以上所描述的系統(tǒng)需求外，現(xiàn)場(chǎng)規(guī)律掌握和采集系統(tǒng)的硬件組成由下圖加以說(shuō)明：??圖1掌握系統(tǒng)構(gòu)成?(1)系統(tǒng)中全部ＰLＣ均通過(guò)有線或無(wú)線的方式接入到現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)中;?

(2)1#、2＃和３#為ＯPC服務(wù)器，在采集PLC數(shù)據(jù)的同時(shí)供應(yīng)ＯPＣ服務(wù)；?(3）４＃、5#分別為WｉnCＣ報(bào)警和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器從ＯＰC服務(wù)器獵取數(shù)據(jù)，同時(shí)還作為ＷiｎCCServｅr發(fā)送數(shù)據(jù)；?（４）6#為WinＣＣCｌieｎｔ＆ＷEBSｅrｖeｒ服務(wù)器，負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)以WEＢ的方式發(fā)送出去；?（5)最后,現(xiàn)場(chǎng)的手持移動(dòng)終端作為WEＢＣｌｉent接收并顯示來(lái)自ＷEB服務(wù)器上的數(shù)據(jù);

三、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)?MＣMS系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要由以下步驟組成:即首先現(xiàn)場(chǎng)不同型號(hào)的PLC數(shù)據(jù)會(huì)被采集到指定的ＯPC服務(wù)器中,其次WｉnCＣ報(bào)警采集服務(wù)器和ＷinCC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器作為OＰＣ客戶端讀取OPC服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，再次WｉｎCCC/Ｓ客戶端在讀?。譱nCCＯPC客戶端數(shù)據(jù)的同時(shí)將其以WＥＢ的形式發(fā)送出去，最后手持移動(dòng)終端作為WEＢ客戶端讀取并顯示從WＥB服務(wù)器發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù).?3。1數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)

3.1。１O(jiān)PＣ方式采集現(xiàn)場(chǎng)PＬC數(shù)據(jù)

由于本系統(tǒng)涉及的PＬC型號(hào)眾多,因此接受目前比較成熟的ＯPC通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集.在OＰＣ服務(wù)器中安裝Citeｃｔ、ＫEＰSｅｒver和AＢＢOPCＳｅrveｒ三種軟件分別采集GE９030、ＹASKAWA、ＦＵJ(rèn)I和ＡBB四種型號(hào)ＰＬC中的數(shù)據(jù)。同時(shí),WiｎCＣ作為OPCCliｅnｔ從OPＣ服務(wù)器中統(tǒng)一讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

３．1。2WiｎＣC結(jié)構(gòu)變量和畫中畫的方式處理數(shù)據(jù)?本系統(tǒng)監(jiān)控的港口機(jī)械主要由岸橋和場(chǎng)橋兩種組成。同類機(jī)械的監(jiān)控信息和畫面布局基本全都,因此在組態(tài)時(shí)可以運(yùn)用畫面模版和結(jié)構(gòu)變量的設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)同類機(jī)械的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。即在顯示同類機(jī)械中不同編號(hào)的港口設(shè)備時(shí),只需編輯一套畫面和一段腳本程序，通過(guò)更改結(jié)構(gòu)變量的前綴來(lái)完成對(duì)變量的采集和監(jiān)控.以下是以１7號(hào)岸橋?yàn)槔粹o腳本程序：

??3．2WiｎCCC／S模式實(shí)現(xiàn)?由于系統(tǒng)涉及的設(shè)備眾多,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)十分浩大，因此為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,我們接受將WｉｎCC的畫面組態(tài)與數(shù)據(jù)采集相分離，且在數(shù)據(jù)采集中將報(bào)警數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息相分離,從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和牢靠性。?3。2。1服務(wù)器端的設(shè)置

首先服務(wù)器端需安裝ＷinＣCＳeｒveｒ的授權(quán)，同時(shí)在項(xiàng)目中注冊(cè)訪問(wèn)服務(wù)器的客戶端名稱，其次將計(jì)算機(jī)設(shè)置為WinCＣ多用戶模式并配置遠(yuǎn)程管理權(quán)限1０00和1001,最后點(diǎn)擊ServerDａｔa生成服務(wù)器數(shù)據(jù)包，生成數(shù)據(jù)包完成后設(shè)置數(shù)據(jù)更新的方式,即完成服務(wù)器的組態(tài)。其過(guò)程如圖２所示：?

?圖２C/S模式服務(wù)器設(shè)置?3。2．２客戶機(jī)端的設(shè)置?將服務(wù)器的工程復(fù)制到客戶機(jī)上，刪除工程中全部的外部變量和報(bào)警，同時(shí)將工程設(shè)置成客戶機(jī)工程,然后利用網(wǎng)上鄰居的方式將服務(wù)器的的數(shù)據(jù)包導(dǎo)入到客戶機(jī)工程中,這樣完成客戶機(jī)工程的組態(tài).其過(guò)程如圖３所示：???圖３C/Ｓ模式客戶機(jī)設(shè)置?３。３ＷiｎＣCＢ/S模式實(shí)現(xiàn)

3．3．1WinCCB/S網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置

由于本系統(tǒng)建立在已有的國(guó)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中，該網(wǎng)絡(luò)主要有以下三個(gè)部分組成：公司的辦公網(wǎng)絡(luò)，港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò).本系統(tǒng)主要涉及到的網(wǎng)絡(luò)為港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò).而這兩部分的網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：?（１）港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)之間有硬件防火墻的隔離連接,同時(shí)國(guó)際集裝箱碼頭為了保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的平安在防火墻中禁用了網(wǎng)絡(luò)鄰居的協(xié)議;?（2)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于集裝箱信息管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)在無(wú)線端部分借用該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;?（3）港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線局域網(wǎng)不再同一網(wǎng)段內(nèi)，分屬于兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；?（４)無(wú)線局域網(wǎng)接受2。4ＧHz頻段,傳輸?shù)乃俾试冢?Mbps、5.５Mbｐs、２Mｂps和1Mbps中切換，一般在工作在2Ｍbｐｓ和1Ｍbps;?（5)無(wú)線局域網(wǎng)中運(yùn)行的設(shè)備已經(jīng)達(dá)到8０0多臺(tái)設(shè)備.?由于防火墻禁用網(wǎng)絡(luò)鄰居協(xié)議因此ＭPC（MoｂiｌePｅrｓｏnalCompuｔeｒ)無(wú)法在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)與港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)WｉｎＣC服務(wù)器之間的遠(yuǎn)程Ｃ/Ｓ模式,?而WｉnＣCB/S模式只需要開通通用的ＩE掃瞄器端口號(hào)(80）即可，而防火墻已經(jīng)開通了該網(wǎng)絡(luò)端口。因此，本系統(tǒng)接受WｉｎCＣ的B/S傳輸模式實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示和管理.?由于港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)不在同一網(wǎng)段內(nèi)，因此需要將港口機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)WinＣCＷeb服務(wù)器的IP地址映射到無(wú)線局域網(wǎng)的網(wǎng)段上,實(shí)現(xiàn)通訊連接。同時(shí)將MPＣ中的無(wú)線網(wǎng)卡依據(jù)無(wú)線局域網(wǎng)的相關(guān)配置設(shè)置連接網(wǎng)絡(luò)名及登錄用戶密碼，完成ＭPC進(jìn)網(wǎng)配置。

同時(shí)由于應(yīng)用該網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備已經(jīng)達(dá)到８00多臺(tái)，因此可用的網(wǎng)絡(luò)資源十分有限.為了保證本系統(tǒng)的牢靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，就需要獵取相對(duì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)帶寬,而網(wǎng)絡(luò)帶寬的大小取決于無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度，強(qiáng)度越強(qiáng)，獵取的帶寬越大。因此本項(xiàng)目中將MＰＣ的無(wú)線網(wǎng)卡設(shè)置外接天線，同時(shí)在裝有ＭPＣ的小車外部安裝車載天線,從而有效的解決了無(wú)線信號(hào)的穩(wěn)定性和牢靠性.

3．３。２服務(wù)器端的設(shè)置

要將ＷinCＣ項(xiàng)目以Ｗｅｂ的形式發(fā)布到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上,服務(wù)器端還需安裝西門子的ＷeｂNavｉgaｔor軟件和授權(quán),同時(shí)開啟操作系統(tǒng)的IＩS服務(wù)。在安裝軟件的過(guò)程中依據(jù)提示步驟需要設(shè)置Wｅb服務(wù)器的IP地址和輸出端口號(hào),創(chuàng)建Weｂ發(fā)布的站點(diǎn),設(shè)置ＩIS服務(wù)生成動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)掃瞄（ＡSP），最后配置客戶端的用戶訪問(wèn)權(quán)限即完成服務(wù)器端的組態(tài)。如圖４所示。??

??圖４B／Ｓ模式服務(wù)器端設(shè)置圖?３.３.3客戶機(jī)端的設(shè)置

在客戶機(jī)(MPC)上直接運(yùn)行IE掃瞄器，輸入在服務(wù)器上配置的用戶名和密碼后，系統(tǒng)會(huì)提示用戶下載和安裝用于WｉnCCWeb發(fā)布的客戶端控件，然后設(shè)置IE的平安權(quán)限，即完成客戶機(jī)端的組態(tài)。如圖5所示。再次輸入Web服務(wù)器的IP地址即實(shí)現(xiàn)WinＣC的B／Ｓ掃瞄模式。??

B/S模式客戶端設(shè)置?

四、結(jié)束語(yǔ)

在本套數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)中，集中體現(xiàn)了WinCC的三大特點(diǎn)：其一,由于監(jiān)控的數(shù)據(jù)量很大，而且具有肯定的規(guī)律性,在變量處理上充分利