西门子基于WinCC的港口移动机械监控系统的设计与应用(doc8)

1、.：.；西门子 基于WinCC的港口挪动机械监控系统的设计与运用一、工程简介 工程所在位置于某国际集装箱码头。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，因此为了一致数据采集的接口，港口大型挪动机械监控系统以工业实时以太网为根底，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效力器中的数据，并经过无线方式将数据发送到挪

2、动手持终端上，从而实现堆港口大型挪动机械设备的实时数据采集和形状监控。 二、系统引见 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任务范围内，本系统需求满足和实现如下功能： 1系统中一切的岸桥和场桥必需组网进入港口大型挪动机械监控系统以下简 称MCMSMobile Crane Monitoring System； 2一切岸桥和场桥的数据必需经过一致的通讯协议采集到同一监控平台上。 3效力器经过WinCC的B/S方式，利用无线以太网络将工程发布到现场的移 动手持终端MPC上。 4工程人员能经过手持MPCMobile Personal Computer利用YICT的无线局 域

3、络，从效力器上读取各岸桥和场桥的监控数据并进展必要的控制； 2.2 控制系统构成 除以上所描画的系统需求外，现场逻辑控制和采集系统的硬件组成由以下图加以阐明： 图 1 控制系统构成1系统中一切PLC均经过有线或无线的方式接入到现有的以太网络中； 21#、2#和3# 为OPC效力器，在采集PLC数据的同时提供OPC效力； 34# 、5# 分别为WinCC报警和实时数据采集效力器从OPC效力器获取数据，同时还作为WinCC Server发送数据； 46# 为WinCC Client & WEB Server效力器，担任将采集到的数据以WEB的方式发送出去； 5最后，现场的手持挪动终端作为WEB C

4、lient接纳并显示WEB效力器上的数据； 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效力器中，其次WinCC 报警采集效力器和WinCC实时数据采集效力器作为OPC客户端读取OPC效力器中的数据，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的方式发送出去，最后手持挪动终端作为WEB客户端读取并显示从WEB效力器发送过来的数据。 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OP

5、C效力器中安装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效力器中一致读取实时数据。 3.1.2 WinCC构造变量和画中画的方式处置数据 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规划根本一致，因此在组态时可以运用画面模版和构造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，经过更改构造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

6、按钮脚本程序： 3.2 WinCC C/S方式实现 由于系统涉及的设备众多，监控数据非常庞大，因此为了保证系统的稳定运转，我们采用将WinCC的画面组态与数据采集相分别，且在数据采集中将报警数据与消费数据信息相分别，从而保证系统的稳定性和可靠性。 3.2.1 效力器端的设置 首先效力器端需安装WinCC Server的授权，同时在工程中注册访问效力器的客户端称号，其次将计算机设置为WinCC多用户方式并配置远程管理权限1000和1001，最后点击Server Data生效果劳器数据包，生成数据包完成后设置数据更新的方式，即完效果劳器的组态。其过程如图2所示： 图2 C/S方式效力器设置3.2.

7、2 客户机端的设置 将效力器的工程复制到客户机上，删除工程中一切的外部变量和报警，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效力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方式客户机设置3.3 WinCC B/S方式实现 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络。而这两部分的网络具有如下特点： 1港口机械设备网络与无线局域网之间有硬件防火墙的隔离衔接，同时国际集装

8、箱码头为了保证网络系统的平安在防火墙中禁用了网络邻居的协议； 2无线局域网络主要运用于集装箱信息管理系统，本系统在无线端部分借用该网络进展数据传输； 3港口机械设备网络与无线局域网不再同一网段内，分属于两个不同的网络系统； 4无线局域网采用2.4GHz频段，传输的速率在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps和1Mbps中切换，普通在任务在2Mbps和1Mbps； 5无线局域网中运转的设备曾经到达800多台设备。 由于防火墙禁用网络邻居协议因此MPCMobile Personal Computer无法在无线局域网络内实现与港口机械设备网络内WinCC效力器之间的远程C/S方式， 而WinCC

9、B/S方式只需求开统统用的IE阅读器端口号80即可，而防火墙曾经开通了该网络端口。因此，本系统采用WinCC的B/S传输方式实现对远程实时数据的显示和管理。 由于港口机械设备网络和无线局域网络不在同一网段内，因此需求将港口机械设备网络内WinCC Web效力器的IP地址映射到无线局域网的网段上，实现通讯衔接。同时将MPC中的无线网卡按照无线局域网的相关配置设置衔接网络名及登录用户密码，完成MPC进网配置。 同时由于运用该网络的设备曾经到达800多台，因此可用的网络资源非常有限。为了保证本系统的可靠性、稳定性和实时性，就需求获取相对稳定的网络带宽，而网络带宽的大小取决于无线信号的强度，强度越强，

10、获取的带宽越大。因此本工程中将MPC的无线网卡设置外接天线，同时在装有MPC的小车外部安装车载天线，从而有效的处理了无线信号的稳定性和可靠性。 3.3.2 效力器端的设置 要将WinCC工程以Web的方式发布到无线网络上，效力器端还需安装西门子的Web Navigator软件和授权，同时开启操作系统的IIS效力。在安装软件的过程中按照提示步骤需求设置Web效力器的IP地址和输出端口号，创建Web发布的站点，设置IIS效力生成动态网页阅读ASP，最后配置客户端的用户访问权限即完效果劳器端的组态。如图4所示。 图 4 B/S方式效力器端设置图3.3.3 客户机端的设置 在客户机MPC上直接运转IE阅读器，输入在效力器上配置的用户名和密码后，系统会提示用户下载和安装用于WinCC Web发布的客户端控件，然后设置IE的平安权限，即完成客户机端的组态。如图5所示。再次输入Web效力器的IP地址即实现WinCC的B/S阅读方式。 B/S方式客户端设置 四、终了语 在本套数据采集与监控系统中，集中表达了WinCC的三大特点：其一，由于监控的数据量很大，而且具有一定的规律性，在变量处置上充分利用WinCC构造变量的功能；