西门子基于WinCC的港口移动机械监控系统的设计与应用(doc8).docVIP

西门子 基于WinCC的港口移动机械监控系统的设计与应用一、项目简介 　　项目所在地位于某国际集装箱码头有限公司。其港口大型机械主要包括岸桥（岸边桥式集装箱起重机）和场桥（堆场桥式集装箱起重机），两种大型机械的控制系统主要由GE9030/9070、YASKAWA CP317/CP316、FUJI70/120和ABB AC800M等四个系列的PLC组成，总计192台。由于现场监控设备的类型和数量很多，因此为了统一数据采集的接口，港口大型移动机械监控系统以工业实时以太网为基础，通过OPC的通讯方式采集各个类型PLC的数据。然后WinCC以OPC客户端的方式读取OPC服务器中的数据，并通过无线模式将数据发送到移动手持终端上，从而实现堆港口大型移动机械设备的实时数据采集和状态监控。 　　二、系统介绍 　　2.1 系统需求 　　基于国际集装箱码头现有的无线局域网络所覆盖的有效工作范围内，本系统需要满足和实现如下功能： 　　（1）系统中所有的岸桥和场桥必须组网进入港口大型移动机械监控系统（以下简 　　称MCMS（Mobile Crane Monitoring System））； 　　（2）所有岸桥和场桥的数据必须通过统一的通讯协议采集到同一监控平台上。 　　（3）服务器通过WinCC的B/S模式，利用无线以太网络将项目发布到现场的移 　　动手持终端（MPC）上。 　　（4）工程人员能通过手持MPC（Mobile Personal Computer）利用YICT的无线局 　　域络，从服务器上读取各岸桥和场桥的监控数据并进行必要的控制； 　　2.2 控制系统构成 　　除以上所描述的系统需求外，现场逻辑控制和采集系统的硬件组成由下图加以说明： 　　 　　图 1 控制系统构成 　　（1）系统中所有PLC均通过有线或无线的方式接入到现有的以太网络中； 　　　　（2）1#、2#和3# 为OPC服务器，在采集PLC数据的同时提供OPC服务； 　　（3）4# 、5# 分别为WinCC报警和实时数据采集服务器从OPC服务器获取数据，同时还作为WinCC Server发送数据； 　　（4）6# 为WinCC Client WEB Server服务器，负责将采集到的数据以WEB的方式发送出去； 　　（5）最后，现场的手持移动终端作为WEB Client接收并显示来自WEB服务器上的数据； 　　三、系统功能实现 　　MCMS系统功能的实现主要由以下步骤组成：即首先现场不同型号的PLC数据会被采集到指定的OPC服务器中，其次WinCC 报警采集服务器和WinCC实时数据采集服务器作为OPC客户端读取OPC服务器中的数据，再次WinCC C/S客户端在读取WinCC OPC客户端数据的同时将其以WEB的形式发送出去，最后手持移动终端作为WEB客户端读取并显示从WEB服务器发送过来的数据。 　　3.1 数据采集功能的实现 　　3.1.1 OPC方式采集现场PLC数据 　　由于本系统涉及的PLC型号众多，因此采用目前比较成熟的OPC通讯技术实现对数据的采集。在OPC服务器中安装Citect、KEP Server和ABB OPC Server三种软件分别采集GE9030、YASKAWA、FUJI和ABB四种型号PLC中的数据。同时，WinCC作为OPC Client从OPC服务器中统一读取实时数据。 　　3.1.2 WinCC结构变量和画中画的方式处理数据 　　本系统监控的港口机械主要由岸桥和场桥两种组成。同类机械的监控信息和画面布局基本一致，因此在组态时可以运用画面模版和结构变量的设计方法实现对同类机械的数据采集和监控。即在显示同类机械中不同编号的港口设备时，只需编辑一套画面和一段脚本程序，通过更改结构变量的前缀来完成对变量的采集和监控。以下是以17号岸桥为例按钮脚本程序： 　　 　　 　　3.2 WinCC C/S模式实现 　　由于系统涉及的设备众多，监控数据十分庞大，因此为了保证系统的稳定运行，我们采用将WinCC的画面组态与数据采集相分离，且在数据采集中将报警数据与生产数据信息相分离，从而保证系统的稳定性和可靠性。 　　3.2.1 服务器端的设置 　　首先服务器端需安装WinCC Server的授权，同时在项目中注册访问服务器的客户端名称，其次将计算机设置为WinCC多用户模式并配置远程管理权限1000和1001，最后点击Server Data生成服务器数据包，生成数据包完成后设置数据更新的方式，即完成服务器的组态。其过程如图2所示： 　　　　 　　图2 C/S模式服务器设置 　　3.2.2 客户机端的设置 　　将服务器的工程复制到客户机上，删除工程中所有的外部变量和报警，同时将