港口起重機(jī)械遠(yuǎn)程無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)研究

王玉海（天津港遠(yuǎn)航礦石碼頭有限公司,天津　300450）

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港口起重機(jī)械遠(yuǎn)程無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)研究

王玉海
（天津港遠(yuǎn)航礦石碼頭有限公司,天津300450）

摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外大型港口在起重機(jī)使用方面逐步實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和監(jiān)控體系共同發(fā)展的結(jié)果。使用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的必然要求，本文基于遠(yuǎn)程監(jiān)控體系的構(gòu)成機(jī)理進(jìn)行研究，并對(duì)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制核心技術(shù)進(jìn)行探討，以求為遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞:港口；起重機(jī)；遠(yuǎn)程監(jiān)控

1　前言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各大港口機(jī)械的自動(dòng)化程度越來(lái)越高。隨著港口貨物噸位和數(shù)量的提升，對(duì)其中機(jī)械的數(shù)量和噸位要求也越來(lái)越高。想要達(dá)到港口具有一定的吞吐貨物量，必須提高其中機(jī)械的遠(yuǎn)程控制。近年來(lái)，對(duì)港口機(jī)械遠(yuǎn)程控制的研究越來(lái)越多，無(wú)線監(jiān)控成為實(shí)現(xiàn)港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要突破課題。

2　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)概述

2.1主要體系構(gòu)成

監(jiān)控系統(tǒng)的種類(lèi)很多，需要根據(jù)用戶的需求進(jìn)行定制，通常選用的系統(tǒng)是由Web的分布式來(lái)建立的遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)。整個(gè)體系基于Web的無(wú)線控制體系，采取典型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)該體系的實(shí)際應(yīng)用。其工作原理主要是運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將港口現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況傳遞到Web服務(wù)器中，同時(shí)運(yùn)用數(shù)據(jù)處理技術(shù)將信息以便捷、易懂的形式發(fā)布給用戶，使得用戶能夠通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行信息處理，Web服務(wù)器中的數(shù)據(jù)和用戶處理的結(jié)果當(dāng)前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)多方客戶端的共享。港口前端工作設(shè)備由控制系統(tǒng)通過(guò)邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)操作現(xiàn)場(chǎng)和用戶的直接連接和處理。

2.2系統(tǒng)控制邏輯

實(shí)現(xiàn)體系控制必須由特定的邏輯完成。遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)控制邏輯主要包括本地監(jiān)控體系和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，兩體系都是通過(guò)相關(guān)的系統(tǒng)通過(guò)信息交互來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.3系統(tǒng)配置

（1）軟件體系主要由軟件運(yùn)行的系統(tǒng)環(huán)境和應(yīng)用軟件程序組成，系統(tǒng)環(huán)境通常使用的是微軟Windows系統(tǒng)，應(yīng)用軟件根據(jù)用戶需求不同和開(kāi)發(fā)商不同而各不相同；（2）硬件系統(tǒng)。①現(xiàn)場(chǎng)控制執(zhí)行。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行硬件系統(tǒng)設(shè)備主要包括設(shè)備的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，如變電設(shè)備、液壓設(shè)備等；②無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指令的傳遞和運(yùn)行，主要無(wú)線硬件設(shè)備包括：無(wú)線網(wǎng)橋、無(wú)線基站和無(wú)線集線器設(shè)備；無(wú)線基站是實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞的重要硬件設(shè)施，它能夠及時(shí)地傳遞無(wú)線信號(hào)。比較常見(jiàn)的基站形式跟蜂窩型基站傳遞相同，通過(guò)多個(gè)基站傳遞，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多終端控制；（3）中控室。中控室是完成遠(yuǎn)程控制的主要數(shù)據(jù)處理中心，中控室硬件設(shè)備主要包括監(jiān)控站、數(shù)據(jù)處理中心、Web服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)防護(hù)設(shè)備等。

2.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)是遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的重要組成部分，該部分主要分為三個(gè)子系統(tǒng)，即為控制站點(diǎn)、Web服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。通常其工作模式是由遠(yuǎn)程客戶通過(guò)Web瀏覽器進(jìn)行指令發(fā)出，并經(jīng)由Web服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、處理和傳送，并經(jīng)過(guò)中間的邏輯數(shù)據(jù)控系統(tǒng)進(jìn)行傳遞和翻譯，最終由監(jiān)控站點(diǎn)對(duì)指令進(jìn)行操作。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系構(gòu)成和工作原理示意圖如圖1所示。

3　系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

OPC作為當(dāng)前遠(yuǎn)程監(jiān)控的重要執(zhí)行準(zhǔn)則，該遠(yuǎn)程進(jìn)程控制準(zhǔn)則的出現(xiàn)極大地便捷了遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)。通常OP C使用常見(jiàn)的OLE、COM和DCOM作為主要的定制標(biāo)準(zhǔn)，并運(yùn)用特定的模式，OPC技術(shù)僅通過(guò)特定的服務(wù)器提供進(jìn)行服務(wù)。OPC作為COM的一種特殊形式，要研究遠(yuǎn)程監(jiān)控的核心問(wèn)題就必須從COM技術(shù)入手進(jìn)行研究。

3.1COM 模型分析

COM模型作為重要軟件應(yīng)用方式，它主要以某一對(duì)象為主要操作機(jī)制。通常，在系統(tǒng)模型中，客戶不能夠直接進(jìn)行軟件操作，必須通過(guò)特定的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)象的指令傳遞。COM特定的服務(wù)對(duì)象就是用戶和軟件之間的接口，客戶通過(guò)接口來(lái)獲取軟件程序的服務(wù)；COM在軟件應(yīng)用方面是通過(guò)服務(wù)器來(lái)完成的，服務(wù)器組件為用戶提供服務(wù)，同時(shí)由服務(wù)器與用戶之間關(guān)系的不同定制了不同的組件。指令傳遞過(guò)程中，COM數(shù)據(jù)庫(kù)起到連接用戶和控制終端之間的橋梁作用。

3.2OPC技術(shù)分析

OPC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前全球范圍內(nèi)最先進(jìn)的硬件廠商和微軟公司合作制定的硬件接口標(biāo)準(zhǔn)，它通過(guò)了兩種常見(jiàn)的組件模型為應(yīng)用基礎(chǔ)，并根據(jù)客戶和服務(wù)器之間的聯(lián)系制定了接入標(biāo)準(zhǔn)。用戶使用接口實(shí)現(xiàn)軟件與服務(wù)器之間的連接和數(shù)據(jù)共享。通常，服務(wù)器面向的用戶不是單一的，多方面用戶需要接入，這就要求必須允許多個(gè)滿足協(xié)議的設(shè)備接入。由于OPC技術(shù)開(kāi)發(fā)源于DCOM，這就使得用戶軟件和服務(wù)器能夠分布到不同的客戶終端之上，以便于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的大規(guī)?；?。

OPC技術(shù)的純熟，使得接入標(biāo)準(zhǔn)普遍化，極大程度便捷了硬件生產(chǎn)的工業(yè)化。同時(shí)，也為各不同用戶定制符合個(gè)體要求的軟件程序和硬件設(shè)備提供了必要的前提。當(dāng)前OPC技術(shù)的大范圍應(yīng)用，為整個(gè)遠(yuǎn)程無(wú)線控制系統(tǒng)提供了極大的便捷，也為其使用范圍的推廣提供了必要的支持。

4　結(jié) 論

港口遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是港口貨物吞吐量提高的必然產(chǎn)物，它不僅需要先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持，更需要完善的結(jié)構(gòu)體系來(lái)完成用戶的需求。本文介紹了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主要體系構(gòu)成、系統(tǒng)控制邏輯、系統(tǒng)配置和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并介紹了當(dāng)前該系統(tǒng)應(yīng)用的核心技術(shù)。未來(lái)要實(shí)現(xiàn)港口貨運(yùn)的自動(dòng)化發(fā)展，必須對(duì)其網(wǎng)絡(luò)、通訊和硬件等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和突破。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙懷林,趙靜.控制網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀表,2012(05)：56-58.

[2]呂鵬飛,賀耀宜.工控領(lǐng)域的新技術(shù)[J].煤礦自動(dòng)化,2011(16)：45-46.

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.224