西门子基于WinCC的港口移动机械监控系统的设计与应用

西门子基于 WinCC 的港口移动机械监控系统的设计与应用1资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。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, 经过 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,并经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经过统一的通讯协议采集到同一监控平台上。2资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。( 3) 服务器经过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) 工程人员能经过手持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 均经过有线或无线的方式接入到现有的以太网络中 ;3资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。( 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 , 因此采用当前比较成熟的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, WinCC4资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。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, 因此在组态时能够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 , 经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5资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。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6资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。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 , 同时将工程设置成客户机工程, 然后利用网上邻居的方式将服务器的的数据包导入到客户机工程中, 这样完成客户机工程的组态。其过程如图3 所示 :图 3 C/S 模式客户机设置3.3 WinCC B/S 模式实现3.3.1 WinCC B/S 网络的设置由于本系统建立在已有的国际网络系统之中, 该网络主要有以下三个部分组成: 公司的办公网络, 港口机械设备网络和无线局域网网络。本系统主要涉及到的网络为港口机械设备网络和无线局域网7