基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(2) 視頻設(shè)備設(shè)置

視頻設(shè)備主要有攝像機(jī)、鏡頭、云臺、解碼器和視頻服務(wù)器。解碼器通過標(biāo)準(zhǔn)電壓信號控制云臺上下左右動作和鏡頭的變焦、聚焦調(diào)節(jié)，它與視頻服務(wù)器之間通過 RS485總線進(jìn)行通訊，每個解碼器要設(shè)置不同的通訊地址如1和2。視頻服務(wù)器通過設(shè)置軟件設(shè)定其IP地址、子網(wǎng)掩碼等參數(shù)，如IP地址為 192.168.0.3，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，兩路攝像機(jī)圖像編號由插接的BNC端口決定為1或2。

(3) 監(jiān)控軟件的綜合開發(fā)

監(jiān)控軟件開發(fā)同時考慮數(shù)據(jù)監(jiān)控和視頻監(jiān)控功能，把工藝上相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖像放在同一個監(jiān)控畫面上，用戶進(jìn)行的操作包括對現(xiàn)場各種工業(yè)設(shè)備的控制和對云臺、鏡頭的控制。在iFIX的Workspace中開發(fā)常規(guī)的工藝流程監(jiān)控畫面、報(bào)警處理、歷史數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表查詢打印、用戶管理等功能，該部分開發(fā)在 iFIX 中比較容易實(shí)現(xiàn)，而視頻監(jiān)控功能的開發(fā)則是關(guān)鍵。

要在iFIX中實(shí)現(xiàn)實(shí)時圖像監(jiān)視，需要用到其ActiveX技術(shù)。視頻服務(wù)器傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的視頻信號是編碼壓縮后的數(shù)據(jù)包，其解壓由軟件完成，因而可把數(shù)據(jù)解壓、圖像還原、控制信息通訊等功能集成在一個ActiveX控件中，然后在iFIX中調(diào)用該控件即可。在iFIX畫面中插入該控件實(shí)例 Video1和一個按鈕BtnConnect，該按鈕單擊事件編程如下： Video1.connect “192.168.0.3”,1。用戶點(diǎn)擊該按鈕，則控件顯示視頻服務(wù)器1#通道的圖像。

對云臺和鏡頭的控制是通過視頻服務(wù)器向解碼器發(fā)送通訊指令完成，目前市場有幾種常用的協(xié)議格式，如Pelco-P、AB等，一般包括云臺上下左右運(yùn)動、云臺手動/自動、鏡頭廣角/近景、鏡頭聚焦遠(yuǎn)/近等指令。如云臺上移功能可在對應(yīng)按鈕單擊事件編程如下：

Dim command(2) As Byte

Command(0)= Val("&H80")

Command(1)= Val("&H00")

Video1.SetupUart 0, 2400, 8, 1, Asc("O")

Video1.WriteUart 0, command, 2

另外，通過調(diào)用控件的方法、屬性和事件，還可以根據(jù)需要增加視頻錄像、回放、抓拍圖像、畫面分割、圖像質(zhì)量調(diào)整等操作，從而使監(jiān)控軟件同時具備專業(yè)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和視頻監(jiān)控功能。

4 應(yīng)用實(shí)例

以某垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)碼頭自動化監(jiān)控系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)要求在監(jiān)控畫面上同時既可看到垃圾車到位狀態(tài)、垃圾重量等信息，又能看到港機(jī)上垃圾車作業(yè)狀況，從而準(zhǔn)確地對進(jìn)場處的道閘進(jìn)行控制。采用上述“兩網(wǎng)合一”方案，可設(shè)置多個攝像機(jī)觀測垃圾車、運(yùn)輸船的實(shí)際狀態(tài)，通過PLC采集現(xiàn)場信號并完成設(shè)備控制，監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)連接PLC和視頻服務(wù)器，取得了良好的效果。其“兩網(wǎng)合一”監(jiān)控系統(tǒng)軟件畫面如圖2所示。畫面左側(cè)是工情流程監(jiān)控部分，實(shí)時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工藝操作。畫面右側(cè)是視頻監(jiān)控部分，用戶可通過實(shí)時圖像看到現(xiàn)場的實(shí)際具體情況，還可進(jìn)行圖像移動/遠(yuǎn)近等操作。

圖2 垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)碼頭監(jiān)控系統(tǒng)畫面

5 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的工業(yè)控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)“兩網(wǎng)合一”方案具有以下特點(diǎn)：

(1) 是一個開放的系統(tǒng)，PLC站、視頻監(jiān)控點(diǎn)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)都可根據(jù)需要隨時增減，系統(tǒng)擴(kuò)展不需要結(jié)構(gòu)改變;

(2) 可以把視頻服務(wù)器、視頻前端設(shè)備和PLC控制站放置在現(xiàn)場，只要一根網(wǎng)線即可與監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)連接，大大減少了布線;

(3) 監(jiān)控中心只需要一臺計(jì)算機(jī)和一套監(jiān)控軟件即可實(shí)現(xiàn)全部監(jiān)控功能，既便于操作又減少維護(hù)工作量;

(4) 采用視頻服務(wù)器比采用視頻采集卡更能分散計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的工作量，而且使控制和視頻真正在同一網(wǎng)絡(luò)傳輸，更適用于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控;

(5) 如果需要集成有語音/音樂功能，還可以選用帶有音頻輸入/輸出接口的視頻服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)“三網(wǎng)合一”