2.1  起重機監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

（1）底層配置。 底層配置為數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)，提供完整的通訊線路。 以大洋造船有限公司為例， 其總控系統(tǒng)采用 S7-300 解決方案， 由 1 個主站和 6 個分站構(gòu)成PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò) ， 每個分站上的 CPU 都為S7 315 -2DP。 上位機使用 SIMATIC NET 軟件組態(tài) PC Station， 然后在 STEP7 軟件進行硬件組態(tài)和 PLC 編程 ，并將參數(shù)和編制好的程序通過 CP5611 通訊卡下載到PLC 主站之中。 另一方面， 上位機用遠程監(jiān)控軟件進行監(jiān)控， 該軟件為自開發(fā)， 通過集成的 OPC 客戶端與SIMATIC NET 軟件自帶的 OPC Server 的通訊來讀取PLC的過程數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)， 從而監(jiān)視和控制門式起重機的運行狀態(tài)。

（2）數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)。 不同的起重機可能會采用不同廠家的通信模塊硬件。 為了降低各通信模塊硬件與應(yīng)用軟件之間的耦合性， 減少監(jiān)控軟件開發(fā)工作的重復(fù)性，提高各設(shè)備的標準化、 開放性及網(wǎng)絡(luò)化， 本系統(tǒng)采用OPC 技術(shù)來實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備訪問。

信息采集主要由 OPC 服務(wù)器和 OPC 客戶端兩部分來完成。 OPC 服務(wù)器由 SIMATIC NET 提供， 完成的工作是收集數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息， 并接受來自客戶端程序的指令數(shù)據(jù)， 然后通過標準的 OPC 接口傳送給 OPC 客戶應(yīng)用程序， 即由本文所開發(fā)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)集成。

OPC 實際上提供了一種機制， 使監(jiān)控系統(tǒng)以標準規(guī)定的統(tǒng)一接口通過服務(wù)器存取現(xiàn)場數(shù)據(jù)[3]。 這樣，當現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生變化或系統(tǒng)中加入新設(shè)備時， 由于服務(wù)器所提供的接口的一致性， 監(jiān)控系統(tǒng)軟件不作更改 （或僅需重新組態(tài)） 即可繼續(xù)使用。

2.2數(shù)據(jù)顯示

為了便于觀察， 如何在軟件中實現(xiàn)監(jiān)控對象的可視化動態(tài)顯示是要解決的關(guān)鍵問題。 本系統(tǒng)采用 Flash 制作動畫并以腳本的形式實現(xiàn)動畫與數(shù)據(jù)之間的綁定。 解決步驟如下：

（1）Flash 動畫的制作。 通過 Macromedia Flash 軟件制作 flash 動畫，總共有 8 動畫（總體狀態(tài)、操作臺、上小車、下小車、 剛腿、 柔腿、 總線狀態(tài)、 電機狀態(tài)）， 分別進行制作， 并編寫相應(yīng)的驅(qū)動腳本。

（2）XML 的寫入與讀取。從監(jiān)控設(shè)備中取出想要的數(shù)據(jù)， 并作相應(yīng)的處理， 按照一定的格式存儲軌道相應(yīng)的Xml 文件中。

（3）數(shù)據(jù)和模型的關(guān)聯(lián)。 由于數(shù)據(jù)是實時監(jiān)控的 ，這樣不同時刻的數(shù)據(jù)是不同的。 第一步， 只要獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)， 將其寫入相應(yīng)的 Xml 文件中。 第二步， 將動畫的數(shù)據(jù)源進行刷新， 腳本就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的變化使 flash動畫顯示不同的畫面。

圖 4 為起重機運行總體狀態(tài)監(jiān)控圖， 也為監(jiān)控軟件的主界面。 該界面實現(xiàn)了監(jiān)控對象的可視化動態(tài)顯示。如果界面中起重機中的某個機構(gòu)為紅色（正常應(yīng)為灰色），表明該機構(gòu)存在著未解除的報警， 可以直接在界面上點擊該結(jié)構(gòu)， 進入該結(jié)構(gòu)的監(jiān)控界面。