散货港口起重机远程监控系统的研究

２００８年１０月

水运工程

Ｐｏｒｔ＆ＷａｔｅｒｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｎｏ．１０

Ｏｃｔ．２００８ＳｅｒｉａｌＮｏ．４２０

第ｌＯ期总第４２０期

・信息技术ｉ

散货港口起重机远程监控系统的研究

王细远

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司东源公司，上海２０００３２）

摘要：根据现代散货港口对起重机运行状态监控的需求，提出一套基于ＯＰＣ（过程控制的对象嵌入和连接）技术和计算机网络技术的起重机远程监控系统设计方案。

关键词：ＯＰＣ；起重机；远程监控中图分类号：ＴＰ

２７３

文献标志码：Ｂ文章编号：１００２－４９７２（２００８）１０－０１８７－０７

ＯｎＢｕｌｋｃａｒｇｏｈａｒｂｏｒ

ｃｒａｎｅ

ｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍｅｘｐｌｏｉｔｕｒｅｄｉｓｑｕｉｓｉｔｉｏｎ

ＷＡＮＧＸｉ－ｙｕａｎ

（Ｄｏｎｇｙｕａｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄ

ａ

Ｃｏ．，ＣＣＣＣＴｈｉｒｄＨａｒｂｏｒＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ

ｔｏ

２０００３２，Ｃｈｉｎａ）

ｃｒａｎｅ

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ｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈ

ＯＰＣｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ

ｃｏｍｐｕｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯＰＣ；ｃｒａｎｅ；ｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍ

散货港口的大型装卸机械电控系统中一般采用可编程序控制技术（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ

Ｌｏｇｉｃ

的故障报警及诊断。新建的现代化散货港口的大型装卸机械中一般设置了ＣＭＳ系统。该系统主要由以下功能模块组成：

１）通讯功能模块。ＣＭＳ系统读取现场设备（主要指ＰＬＣ、变频器、现场仪表等）数据并进行处理是实现状态监控的基础。数据通讯模块负责从设备底层（主要指ＰＬＣ、变频器、现场仪表等）获得数据并将其转化为可用数据形式，同时ＣＭＳ发出的信息写入底层设备（主要指ＰＬＣ、变频器

Ｃｏｎｔｒ０１）。虽然ＰＬＣ系统的控制能力较强，但ＰＬＣ编程软件自身的监控能力是有限的。特别是对于一些非工业控制专业的人士来说，要想通过ＰＬＣ的编程软件来监测当前系统的运行状态，比如，

各个电机的转速、转距、电流等，是不太容易的。

因此，集合了ＰＬＣ、计算机、网络、通讯等新技术的起重机监控系统（ＣＭＳ：Ｃｒａｎｅ

ＭｏｎｉｔｏｒＳｙｓ—

ｔｅｒｎ）应运而生，通过该监控系统，操作人员可方便、及时、直观地监测各种现场参数及故障信息。本文在分析起重机监控系统发展研究现状的基础上，提出一种先进的远程监控系统。

等），从而在现场控制设备和ＣＭＳ之间建立双向

连接。

２）状态监控功能模块。状态监控模块用于起重机操作人员实时监控设备的现状运行状态，主

要包括起升、大车、小车、开闭、俯仰、辅助机

１起重机监控系统现状

１．１

构等机构的监控界面。操作人员通过相关界面可实时动态了解各机构的工作状态及现场参数。

３）报警管理功能模块。报警管理功能会在出

ＣＭＳ的基本功能

ＣＭＳ用于起重机运行状态的实时监控、机构

收稿日期：２００８—０９－０９

作者简介：王细远（１９州。男，ｍ＊星－９０，从事自动化工程。

・１８８・

水ｉＳ＿工程

２００８生

现故障时提醒操作人员并显示故障信息，当故障消失时将信息记录至特定数据库中，方便在某一时间段做出统计，得出相关硬件故障规律。同时，将故障的主要原因和故障的输入电状态和图纸号提供给用户，这样维护人员可以快速地排除故障。

故障诊断的实现主要分２个部分：专家库和故障诊断外部控件。专家库主要包括：机构名称、机

构代码、故障名称、故障代码、故障类别、故障代码、引起结果、解决方案；故障诊断外部控件将存在的故障列在需要诊断内容部分，对需要诊断的故障进行选择，然后对堆选择的故障进行诊

断，给出诊断代码、故障代码、诊断结果、解决方案、出现频率。故障诊断外部控件具有Ｃｏｎ—Ｓｔｒｉｎｇ，Ｄｅｖｉｃｅ两个特有属性，同时还具有其他通

用属性（图１）。

图１故障诊断框图

４）趋势曲线显示功能模块。趋势曲线用来显示各采样值的变化趋势，通过趋势图操作员可以

直观地看出模拟量的实时和历史变化情况。并设定相关的数据保存的时间，以便必要时管理人员

和维护人员查询相关的数据。

５）操作统计功能模块。各种起重机上位监控

系统都具有创建报表和信息统计处理的能力。系统中任何数据点都能以操作员规定的刷薪率采样并保存在数据库中。依托各种控件及各种数据库，ＣＭＳ能根据需要创建各种报表，如生产操作日志报表，并进行统计处理，如生产量统计处理等。

６）系统安全管理功能模块。为了保证正常工业监控的需要，防止误操作造成作业停顿和大的经济损失，要明确操作人员的职责范嗣，同时兼

顾软件本身的安全性。针对操作人员的职责范围，

可以在设计监控程序的时候分配不同的权限给不

同的操作者，保证各级控制命令的准确发送。用户管理：用户管理、用户权限管理、用户口令修改；角色管理：角色管理、角色权限管理。

７）ＰＬＣ编程工具模块。此模块供专业人员调用相关ＰＬＣ编程工具软件进行ＰＬＣ在线程序监

控、上传下载程序等操作（该项功能必需具备相关通讯硬件链路）。

８）故障Ｉ／Ｏ本地操作的实现。ＣＭＳ故障Ｉ／Ｏ本地操作是否可以执行需要对操作人员的权限进

行判断，只有具备系统工程师权限的操作人员才可对其进行强制，同时将故障强制人员、强制时间、故障名称等信息写入数据库中。

１．２

ＣＭＳ的分类Ⅲ

ＣＭＳ按开发的工具平台，可分为３类：１）以成熟的组态软件为组态编程平台。组态

软件在工控领域应用非常广泛，品种较多。利用

组态软件进行ＣＭＳ的开发，具有开发周期短、运

行稳定等优势。同时组态软件既可做ＯＰＣ服务器

端又可做ＯＰＣ客户端，同时其通讯协议模块种类很多，方便整个系统的扩展和优化，开发用户能在组态软件原有固定界面格式下做二次开发，满

足所有用户特别是一些有特殊需要用户的要求。虽然组态软件价格相对较高，但相对开发周期等

来说性价比还是很高的。

２）以高级编程语言为开发平台，如Ｖｉｓｕａｌ

Ｂａｓｉｃ。Ｖｉｓｕａｌ

Ｃ＋＋，Ｄｅｌｐｈｉ等可视化高级编程语

言。充分利用高级编程语言强大的算法处理及数据库管理、丰富的控件资源和灵活的界面开发等

优点，可以方便地实现与ＰＬＣ或特殊通讯装置的

通讯协议开发、计算机之间的互联和数据通讯。

相对组态软件开发，利用高级语言开发的ＣＭＳ有较大的灵活性和可操作性，能够根据不同用户的具体要求进行设计开发。另外，通用性的源码可以以控件或类、类模块的方式共享，开发成本相对较低。

３）专业化的ＣＭＳ系统开发。由专业的系统开发商开发。国外有ＡＢＢ、ＧＥ等公司为其集装箱起重机电控系统配套开发的ＣＭＳ；国内有常州基腾电气有限公司开发的ＣｒａｎＳｃａｐｅ系统等。

第１０期

王细远：散货港口起重机远程监控系统的研究

・１８９・

ＣＭＳ按监控范围，可分为２类：

１）本地起重机监控系统（ＬＣＭｓ：Ｌｏｃａｌ

Ｃｒａｎｅ

Ｍｏｎｉｔｏｒ

Ｓｙｓｔｅｍ）。

ＬＣＭＳ指单台起重机电气房中配置的上位监控系统，负责监控单台起重机的运行状况。由于ＬＣＭＳ直接与本机的ＰＬＣ系统进行通讯，数据通讯的速度和精度都较高，系统运行较稳定。

ＬＣＭＳ是以某一台或几台起重机为对象，可根

据实际工况灵活地设计监控软件，满足用户的各种要求。但从另一方面来说，这使得系统的适应性较差、源码的重用性不高，从总体上延长了系

统的开发周期。

２）远程起重机监控系统（ＲＣＭＳ：Ｒｅｍｏｔｅ

ＣｒａｎｅＭｏｎｉｔｏｒ

Ｓｙｓｔｅｍ）。

随着集装箱运输业的蓬勃发展，港口配置的起重机械也逐年增加。为方便监控所有装卸设备的运行状态，几年来出现了ＲＣＭＳ。它依托网络

（有线网络或无线网络），采取开放的ＴＣ聊Ｐ协

议，对现场数据信息流进行传输，这样大大改观了监控系统因距离而带来的限制，方便了工程师

远程监控设备运行状况，目前在港口工控行业越

来越受到用户的重视。

ＲＣＭＳ使得上位监控的使用用户更为广泛。特别是对于一些较少直接接触现场的用户。ＲＣＭＳ大大提高了这部分用户对现场的了解程度。

２起重机远程监控系统存在的问题及解决方案２．１存在问题

１）通用性不高。目前港口所配置的起重机的

电控系统（ＰＬＣ系统）不是同一品牌的，这就意味着每购置１批起重机，在中控室就会配置１台由电控系统开发商提供的ＲＣＭＳ服务器，结果造

成中控室中配置多台监控服务器，但仍无法统一监控所有的设备。

２）监控操作受限。工程师或其他授权用户只能在固定场所通过ＲＣＭＳ了解设备运行状况。当工程师在现场工作时无法实现对设备的实时监

控。

因此有必要设计一套起重机远程监控系统，

可考虑以下３种实现方案。

２．２解决方案

１）方案１：基于现有的网络架构和已有的多

台监控服务器，利用远程桌面技术，在移动终端上开发应用软件。通过该应用软件远程登录ＲＣＭＳ或直接登录对应起重机的ＬＣＭＳ实现远程监控。

此方案最大程度地利用了原有资源，只需配置多台移动终端和安装应用软件即可实现移动式

远程监控功能，开发周期短，投资成本小。同时，由于该方案可绕过监控服务器直接登录单台

ＬＣＭＳ，当服务器出现故障时不影响远程监控功能的实现。

但该方案只是一个过渡的不完善系统方案。因为：①它借用了原有的ＬＣＭＳ和ＲＣＭＳ的资源，

并不能从根本上解决多类ＰＬＣ通讯的统一性问题；

②该系统必须安装远程桌面登录授权后才能支持多人同时登录；③远程监控功能受到ＬＣＭＳ和

ＲＣＭＳ的限制，不能根据用户的要求增添相应的功能。

２）方案２：基于ＯＰＣ技术建立一套完善的远

程监控系统。本文将结合实际工程项目介绍该方案的设计思路及实现。

３）方案３：基于现有的网络架构和已有的监控服务器，通过Ｃ，ｓ结构将服务器数据发布到港

区的局域网，客户端通过浏览器访问获取相关的信息，当维护人员出差在外时，可通过公司的网络服务器和防火墙，进入局域网及时了解个大型

装卸机械的状态，指导其他人员进行故障排除工作。

３基于ＯＰＣ技术的设计１２１

３．１

ＯＰＣ技术ＯＰＣ（ＯＬＥ

ｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓ

Ｃｏｎｔｒ０１）的概念是由

Ｆｉｓｈｅｒ

Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ公司１９９５年首次提出的，其中

文含义是“过程控制中的对象连接和嵌入技术”。

它借用了Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＯＬＥ（ＯｂｊｅｃｔＬｉｎｋｉｎｇａｎｄ

Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ对象的连接和嵌入技术）和ＣＯＭ

（ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＯｂｊｅｃｔＭｏｄｅｌ部件对象模型）／ＤＣＯＭ

（分布式部件对象模型）技术，并应用于过程控制中。它为过程控制和工业自动化领域提供了一套

・１９０・水运工程２００８点

标准的接口、属性和方法，是实现控制系统现场设备级与过程管理级进行信息交换、实现控制系统开放性的关键技术。

工业控制领域用到大量的现场设备，提出ＯＰＣ技术最初是简化了传统的Ｉ／Ｏ驱动开发方式。

图２显示了采用ＯＰＣ技术前后的数据访问方式。不难看出，情况ａ）下，对于一个膨种应用程序、Ⅳ种设备的系统，总共需要开发ＭｘＮ个驱动程序，硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序也可能需要重写。同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也有可能不同，

软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供应商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有不同的需要，同时也存在着不同

的数据传输协议，因此一直没有完整的解决方案。而采用了ＯＰＣ技术以后，有了统一的接口标准，

只需要开发肌Ⅳ个与ＯＰＣ的接口。

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ｂ）ｏｒ＇ｃｈ－式

图２采用ＯＰＣ技术前后的数据访问方式

采用ＯＰＣ技术建立应用系统体系结构能为数

据的交换与共享提供统一标准的规范，即接口规

范，使客户以统一的方式去访问现场设备，这样

数据提供者就不需要应用程序的多种需求，同时数据的使用者也无需了解硬件的操作过程。通过

ＣＯＭ接口，ＯＰＣ客户应用程序可以和一个或多个提供ＯＰＣ接口的服务器连接。同时一个ＯＰＣ服务

器也可以同多个客户程序相连，为多个ＯＰＣ客户程序提供信息。任何支持ＯＰＣ的产品都可以无缝

地实现系统集成。由于ＯＰＣ技术基于ＤＣＯＭ，所

以客户程序和服务器可以分布在一个网络的不同

主机上，形成网络监控系统。图３为ＯＰＣ客户与服务器的系统结构示意图。

应用软件Ａ

ＪＯＰＣ客户机ｌ应用软件ｚ

ＯＰＣ的接ｕＩ

１０Ｐｃ的接ｒｌ

ｏＰｃ服务器｜｜ｏＰｃ服务器ｌＩｏＰｃ服务器设备Ａ｜｜设备Ｂｌ…ｌ设备ｚ

图３

ＯＰＣ客户与服务器的关系示意图

通过这种Ｃ各模式的结构，应用程序之间很容易实现信息的共享和交互，同时，这种结构也把

硬件和应用软件有效地分离开，用户可以将重点放在整个系统的功能及应用上，即使硬件升级，客户端软件也不需改动，只要改动ＯＰＣ服务器端Ｉ／Ｏ接口部分即可。此外，ＯＰＣ组件的使用也十分

方便，用户只需进行简单的组态即可实现客户程

序与ＯＰＣ服务器的连接。

３．２应用实例（宝钢集团运输部原料码头笃卸船机）

系统结构框图及说明见图４。

３．２．１系统硬件配置图及配置说明１３１

本系统设备由机上及机下两大部分组成，机

上为本系统新增设备，有ＣＭＳ工控机（电气房）、

车载计算机（司机室内）、无线以太网网卡及天

馈、以太网光电中继器等；地面新增设备包括地

面管理服务器、终端计算机、ＳＷＩＴＣＨＨＵＢ集线器、无线以太网网关及天馈等。

本系统通讯网络主要由ＨＭＩ工控机与ＡＢＢＡＣ４１０的串口通讯，通讯协议为ＥＸＣＯＭ。

ＣＭＳ工控机与地面管理服务器的通讯采用无线以太网通讯，底层通讯协议为ＮＥＴＢＩＯＳ。地面管理服务器中Ｉ－ＦＩＸ软件（地面监控）与ＨＭＩ工

控机中的Ｉ－ＨＸ软件通讯采用Ｉ－ＦＩＸ系统内部的

通讯协议。与ＡＢＢＰＬＣ控制器ＡＣ４１０的ＥＸＣＯＭ

通讯放在卸船机电气室中的ＨＭＩ工控机上，地面

管理服务器中Ｉ－ＦＩＸ软件Ｉ／Ｏ数据通过与电气室中的ＨＭＩ工控机通讯获得。

车载计算机与电气室ＣＭＳ工控机通过光缆连接，以太网电缆两端采用光电中继器ＴＸ／ＦＸ，以

第１０期王细远：散货港口起重机远程监控系统的研究・１９１．

图４网络结构图

太网数据信号在光缆中传输，以减小干扰。车载计算机通过以太网连接到电气室ＣＭＳ工控机的以太网口上，ＣＭＳ工控机作为网关将车载计算机的数据经无线以太网转发至地面管理服务器中。

１）电气室ＣＭＳ工控机与ＡＢＢＣＯＭ数据通讯。

本系统电气室ＣＭＳ工控机作为外部计算机设备与ＡＢＢ

ＡＣ４１０

图５

ＡＣ４１０ＥＸ—

ＥＸＣＯＭ通讯示意图

ＥＸＣＯＭ进行数据通讯。

点的数据（图５）。

ＥＸＣＯＭ通讯的最高通讯速率为１９．２在这次科研项目中采用的通讯速率是９

ｋｂｉｔ／ｓ，

ＥＸＣＯＭ通讯接口及通讯协议提供ＡＢＢＡＣ４００系列ＰＬＣ控制器与外部计算机的通讯。该通讯能使外部计算机读或写ＰＬＣ控制器内部的

ＤＡＴＡ

６００ｋｂｉｔ／ｓ。

ＥＸＣＯＭ数据通讯能读到ＰＬＣ控制器的下列数据：

ＤＡＴ数据交换文件ＤＳＤ组数据文件

ＡＩＤＩ

ＢＡＳＥ，通讯提供简单的控制命令及低成本

的低速异步串行数据通讯链路。ＥｘＣＯＭ协议易于

外部计算机采用常规基本的输入输出设备执行操作。缺点是：通讯速率相对较低，距离受到一定限制。

在使用了ＥＸＣＯＭ之后，在ＰＬＣ控制器与外

模拟量输入文件ＡＯ模拟量输出文件

数字量输入文件ＤＯ数字量输出文件

ＥＸＣＯＭ数据通讯能将外部计算机数据写到ＰＬＣ控制器的数据如下：

ＤＡＴ数据交换文件ＤＳＤ组数据文件

２）电气室ＨＭＩ工控机与地面服务器数据通

部计算机之间，能使用ＲＳ２３２通讯链路直接互连。

通过ＥＸＣＯＭ，能读到ＰＬＣ控制器控制网上所有节

・１９２・水运工程

２００８生

讯。

电气室ＨＭＩ工控机采用无线局域以太网与地面服务器进行数据通讯。

无线局域以太网的协议有ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等。在本科研项目中采用无线局域以太网的协议是ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ。

无线局域以太网的ｌ网络结构。

本系统中，考虑到将来可能监测无线节点的

构：一块网卡与无线接人装置ＡＰ相连；另一网卡与运输部管理系统以太网相连，这样，地面服务器同时起其通讯网关及软防火墙作用，将本系统

以太网与运输部的管理网从物理连接上隔开，以

确保本监测系统的安全。

４）地面服务器与车载计算机通讯。

车载计算机与ＨＭＩ工控机连接，故通过ＨＭＩ

工控机（用于网关），车载计算机可容易地与地面

服务器采用ＴＣＰ／ＩＰ进行数据通讯。

增加，故采用星形的无线ＨＵＢ接入方式，在地面

管理服务器机房中设无线ＨＵＢ（无线接入点ＡＰ），

３．２．２系统功能的分担

１）机上ＣＭＳ计算机。采集现场ＰＬＣ信号，

在被监测的卸船机电气房ＨＭＩ工控机节点设无线

发射装置（无线网卡）。如需增加远程节点时，仅需增加远程节点的无线网卡，很方便地对无线局域以太网进行扩容（后期项目）。

３）地面服务器与运输部管理系统及远程诊断节点数据通讯。

地面服务器通过地面机房的运输部以太网接口与运输部管理系统及远程诊断节点进行连网并数据通讯。地面管理服务器应采用双以太网卡结

工控机

对卸船机进行实时监视，对辅机机构的故障进行

强制操作，传输数据到地面服务器。

２）地面服务器。对卸船机进行远程监视，将现场数据写入数据库中，通过ＷＥＢＳＥＲＶＥＲ向客户端提供可以浏览的网页。为系统提供故障诊断系统。

３．２．３软件结构

软件结构风图６。

图６应用软件的构成图

１）计算机系统软件说明。

Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００：是微软推出的操作系统。Ｗｉｎ—

ｄｏｗｓ

２０００

作系统（如：ＮｅｔＷａｒｅ，Ｕｎｉｘ，Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ等）交互

操作，方便今后系统的扩展。具有稳定、速度快、

安全性好等特点。适合于需要计算机长期不问断运行场合。

２）开发应用软件说明。

ｌ＿ｆｉｘ：本软件是Ｉｎｔｅｌｌｕｔｉｏｎ公司推出的开发自

Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ／Ｓｅｒｖｅｒ建立于Ｗｉｎｄｏｗｓ

ＮＴ４．０的基础上，并对其内核程序作了大量的改进，增强了其稳定性、安全性及可操作性，是当

今最优秀的计算机（ＰＣ）操作系统之一。其操作界面友善灵活，具有大量的工具软件和应用软件，

为目前世界上ＰＣ工业机的主流操作系统，提供了

动化控制系统中ＭＭＩ程序的软件包。ＩＦＩＸ是一套基于组件技术的自动化软件。ＩＦＩＸ的设计内核中

充分使用了当前最先进的软件技术，包括微软的

大量的通讯协议，能够与几乎所有的其他网络操

第１０期

王细远：散货港口起重机远程监控系统的研究・１９３・

ＶＢＡ，ＯＰＣ，ＡｃｔｉｖｅＸ控件、ＣＯＭ／ＤＣＯＭ等，更使便。

２）远程监控模式。远程监控系统所有授权用户可在能进入港区局域网，随时随地登录远程监控系统，远程监控港区所有大型机械ＰＬＣ系统的运行状态。而且通过ＩＥ浏览器对大型机械的ＰＬＣ

用了基于面向对象的框架结构，ＩＦＩＸ可以实施高

性能的自动化解决方案，使系统的维护、升级和扩展更加方便。

３）数据库软件说明。

Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ

ＳＱＬ

Ｓｅｒｖｅｒ

７．０是微软著名的关系数

Ｓｅｒｖｅｒ

也不会构成任何影响，安全可靠。

３）监控功能完善。远程监控系统实现了设备的运行状态监控、在线编程、报警管理、统计管理等多种监控功能。

４）多层次监控。系统兼顾了原有的ＬＣＭＳ、ＲＣＭＳ的监控功能，操作人员可通过远程监控系

据库产品，它扩展了ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬ

６．５版的

性能、可靠性、质量和易用性。在本系统中采用

Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ

ＳＱＬ

Ｓｅｒｖｅｒ

７．０作为管理功能的后台支

持，存放现场过程数据，并可作为与ＭＩＳ系统的接口，具有最佳的性能指标且拥有最好的可扩展性，为整个系统的完善提供了保障。

４结论

本文提出的一套基于ＯＰＣ技术的远程，主要

统登录原有的系统进行监控，同时又提供了一个

全新的统一的监控平台。照顾到了原有的操作系统，又为建立统一的监控管理平台打下了基础。

具有以下特点。

１）统一的现场设备数据接口。本系统涉及到

的车载ＰＬＣ型号多样、数量大，传统的数据接口方式开发工作量大、周期长、成本高。基于ＯＰＣ技术，由ＯＰＣ服务器为监控服务器提供统一的数

参考文献：

【１］３ＥＢＳＥ００３８３５Ｒ００１，ＡＢＢ

ＥＸＣＯＭＵｓｅｒ’ｓ

Ｇｕｉｄｅ［Ｓ］．

［２】杨明建，郭辉，刘胜军，等．基于ＯＰＣ技术规范的远程

监控叨．安徽大学学报（自然科学版），２００７（４）：４０－４３．【３】黎明森．现代港口电气自动化工程技术手册［Ｍ】．北京：人

民交通出版社，２００５．

（本文编辑郭雪珍）

据标准，上位监控软件的开发可与现场设备硬件

分离，开发周期短、数据可靠性高、后期维护方

・消

．电・

一航院在国内水运行业率先取得工程设计综合甲级资质

日前，经国家住房和城乡建设部核准，一航院于２００８年８月６日取得工程设计综合甲级资质。这使得一航院成为国内水运行业第一家取得该项资质的勘察设计单位。

成立于１９５８年的一航院是能够承担港口、航道、船厂、铁路、公路、桥梁、工民建、油气化工、环境工程、市政工程、核电站海域工程等多个工程建设领域项目的大型中央勘察设计企业。５０年来秉承

“即出精品工程又出优秀人才”的宗旨，在为社会打造了数以百计的国优、部优工程的同时，还培养和造

就了以中国工程院院士、设计大师、勘察大师为代表的一大批专业技术骨干，树立了良好的社会形象。

工程设计综合甲级资质代表了我国工程设计资质的最高水准，是设计单位营业规模、技术力量、创新

能力、工程业绩、规范编制项目获奖实力的综合体现。按照新的《工程设计资质标渤，获得这一资质的

企业即可承接国内所有２１个行业的设计业务，这将为信誉好、实力强的大型设计企业向相近行业和工程

项目总承包领域拓展提供政策支持和发展机遇。

。中交一航院有限公司董事长、总经理冯仲武表示，工程设计综合甲级资质的取得不但利于一航院加快

跨领域、跨行业发展的步伐，还为一航院开拓海外业务、大力推进以设计为龙头的工程总承包业务、项目

管理业务，努力向国际通行的工程公司发展提供了广阔舞台。

中交第一航务工程勘察设计院有限公司

２００８年８月

散货港口起重机远程监控系统的研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

王细远， WANG Xi-yuan

中交第三航务工程勘察设计院有限公司东源公司,上海,200032水运工程

PORT & WATERWAY ENGINEERING2008(10)

参考文献(3条)

1. 黎明森 现代港口电气自动化工程技术手册 2005

2. 杨明建;郭辉;刘胜军 基于OPC技术规范的远程监控[期刊论文]-安徽大学学报(自然科学版) 2007(04)3. 3EBSE003835ROOI.A:BB EXCOM User's Guide

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_sygc200810033.aspx

２００８年１０月

水运工程

Ｐｏｒｔ＆ＷａｔｅｒｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｎｏ．１０

Ｏｃｔ．２００８ＳｅｒｉａｌＮｏ．４２０

第ｌＯ期总第４２０期

・信息技术ｉ

散货港口起重机远程监控系统的研究

王细远

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司东源公司，上海２０００３２）

摘要：根据现代散货港口对起重机运行状态监控的需求，提出一套基于ＯＰＣ（过程控制的对象嵌入和连接）技术和计算机网络技术的起重机远程监控系统设计方案。

关键词：ＯＰＣ；起重机；远程监控中图分类号：ＴＰ

２７３

文献标志码：Ｂ文章编号：１００２－４９７２（２００８）１０－０１８７－０７

ＯｎＢｕｌｋｃａｒｇｏｈａｒｂｏｒ

ｃｒａｎｅ

ｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍｅｘｐｌｏｉｔｕｒｅｄｉｓｑｕｉｓｉｔｉｏｎ

ＷＡＮＧＸｉ－ｙｕａｎ

（Ｄｏｎｇｙｕａｎ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄ

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Ｃｏ．，ＣＣＣＣＴｈｉｒｄＨａｒｂｏｒＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ

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ａｎｄ

ｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈ

ＯＰＣｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ

ｃｏｍｐｕｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＯＰＣ；ｃｒａｎｅ；ｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｓｙｓｔｅｍ

散货港口的大型装卸机械电控系统中一般采用可编程序控制技术（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ

Ｌｏｇｉｃ

的故障报警及诊断。新建的现代化散货港口的大型装卸机械中一般设置了ＣＭＳ系统。该系统主要由以下功能模块组成：

１）通讯功能模块。ＣＭＳ系统读取现场设备（主要指ＰＬＣ、变频器、现场仪表等）数据并进行处理是实现状态监控的基础。数据通讯模块负责从设备底层（主要指ＰＬＣ、变频器、现场仪表等）获得数据并将其转化为可用数据形式，同时ＣＭＳ发出的信息写入底层设备（主要指ＰＬＣ、变频器

Ｃｏｎｔｒ０１）。虽然ＰＬＣ系统的控制能力较强，但ＰＬＣ编程软件自身的监控能力是有限的。特别是对于一些非工业控制专业的人士来说，要想通过ＰＬＣ的编程软件来监测当前系统的运行状态，比如，

各个电机的转速、转距、电流等，是不太容易的。

因此，集合了ＰＬＣ、计算机、网络、通讯等新技术的起重机监控系统（ＣＭＳ：Ｃｒａｎｅ

ＭｏｎｉｔｏｒＳｙｓ—

ｔｅｒｎ）应运而生，通过该监控系统，操作人员可方便、及时、直观地监测各种现场参数及故障信息。本文在分析起重机监控系统发展研究现状的基础上，提出一种先进的远程监控系统。

等），从而在现场控制设备和ＣＭＳ之间建立双向

连接。

２）状态监控功能模块。状态监控模块用于起重机操作人员实时监控设备的现状运行状态，主

要包括起升、大车、小车、开闭、俯仰、辅助机

１起重机监控系统现状

１．１

构等机构的监控界面。操作人员通过相关界面可实时动态了解各机构的工作状态及现场参数。

３）报警管理功能模块。报警管理功能会在出

ＣＭＳ的基本功能

ＣＭＳ用于起重机运行状态的实时监控、机构

收稿日期：２００８—０９－０９

作者简介：王细远（１９州。男，ｍ＊星－９０，从事自动化工程。

・１８８・

水ｉＳ＿工程

２００８生

现故障时提醒操作人员并显示故障信息，当故障消失时将信息记录至特定数据库中，方便在某一时间段做出统计，得出相关硬件故障规律。同时，将故障的主要原因和故障的输入电状态和图纸号提供给用户，这样维护人员可以快速地排除故障。

故障诊断的实现主要分２个部分：专家库和故障诊断外部控件。专家库主要包括：机构名称、机

构代码、故障名称、故障代码、故障类别、故障代码、引起结果、解决方案；故障诊断外部控件将存在的故障列在需要诊断内容部分，对需要诊断的故障进行选择，然后对堆选择的故障进行诊

断，给出诊断代码、故障代码、诊断结果、解决方案、出现频率。故障诊断外部控件具有Ｃｏｎ—Ｓｔｒｉｎｇ，Ｄｅｖｉｃｅ两个特有属性，同时还具有其他通

用属性（图１）。

图１故障诊断框图

４）趋势曲线显示功能模块。趋势曲线用来显示各采样值的变化趋势，通过趋势图操作员可以

直观地看出模拟量的实时和历史变化情况。并设定相关的数据保存的时间，以便必要时管理人员

和维护人员查询相关的数据。

５）操作统计功能模块。各种起重机上位监控

系统都具有创建报表和信息统计处理的能力。系统中任何数据点都能以操作员规定的刷薪率采样并保存在数据库中。依托各种控件及各种数据库，ＣＭＳ能根据需要创建各种报表，如生产操作日志报表，并进行统计处理，如生产量统计处理等。

６）系统安全管理功能模块。为了保证正常工业监控的需要，防止误操作造成作业停顿和大的经济损失，要明确操作人员的职责范嗣，同时兼

顾软件本身的安全性。针对操作人员的职责范围，

可以在设计监控程序的时候分配不同的权限给不

同的操作者，保证各级控制命令的准确发送。用户管理：用户管理、用户权限管理、用户口令修改；角色管理：角色管理、角色权限管理。

７）ＰＬＣ编程工具模块。此模块供专业人员调用相关ＰＬＣ编程工具软件进行ＰＬＣ在线程序监

控、上传下载程序等操作（该项功能必需具备相关通讯硬件链路）。

８）故障Ｉ／Ｏ本地操作的实现。ＣＭＳ故障Ｉ／Ｏ本地操作是否可以执行需要对操作人员的权限进

行判断，只有具备系统工程师权限的操作人员才可对其进行强制，同时将故障强制人员、强制时间、故障名称等信息写入数据库中。

１．２

ＣＭＳ的分类Ⅲ

ＣＭＳ按开发的工具平台，可分为３类：１）以成熟的组态软件为组态编程平台。组态

软件在工控领域应用非常广泛，品种较多。利用

组态软件进行ＣＭＳ的开发，具有开发周期短、运

行稳定等优势。同时组态软件既可做ＯＰＣ服务器

端又可做ＯＰＣ客户端，同时其通讯协议模块种类很多，方便整个系统的扩展和优化，开发用户能在组态软件原有固定界面格式下做二次开发，满

足所有用户特别是一些有特殊需要用户的要求。虽然组态软件价格相对较高，但相对开发周期等

来说性价比还是很高的。

２）以高级编程语言为开发平台，如Ｖｉｓｕａｌ

Ｂａｓｉｃ。Ｖｉｓｕａｌ

Ｃ＋＋，Ｄｅｌｐｈｉ等可视化高级编程语

言。充分利用高级编程语言强大的算法处理及数据库管理、丰富的控件资源和灵活的界面开发等

优点，可以方便地实现与ＰＬＣ或特殊通讯装置的

通讯协议开发、计算机之间的互联和数据通讯。

相对组态软件开发，利用高级语言开发的ＣＭＳ有较大的灵活性和可操作性，能够根据不同用户的具体要求进行设计开发。另外，通用性的源码可以以控件或类、类模块的方式共享，开发成本相对较低。

３）专业化的ＣＭＳ系统开发。由专业的系统开发商开发。国外有ＡＢＢ、ＧＥ等公司为其集装箱起重机电控系统配套开发的ＣＭＳ；国内有常州基腾电气有限公司开发的ＣｒａｎＳｃａｐｅ系统等。

第１０期

王细远：散货港口起重机远程监控系统的研究

・１８９・

ＣＭＳ按监控范围，可分为２类：

１）本地起重机监控系统（ＬＣＭｓ：Ｌｏｃａｌ

Ｃｒａｎｅ

Ｍｏｎｉｔｏｒ

Ｓｙｓｔｅｍ）。

ＬＣＭＳ指单台起重机电气房中配置的上位监控系统，负责监控单台起重机的运行状况。由于ＬＣＭＳ直接与本机的ＰＬＣ系统进行通讯，数据通讯的速度和精度都较高，系统运行较稳定。

ＬＣＭＳ是以某一台或几台起重机为对象，可根

据实际工况灵活地设计监控软件，满足用户的各种要求。但从另一方面来说，这使得系统的适应性较差、源码的重用性不高，从总体上延长了系

统的开发周期。

２）远程起重机监控系统（ＲＣＭＳ：Ｒｅｍｏｔｅ

ＣｒａｎｅＭｏｎｉｔｏｒ

Ｓｙｓｔｅｍ）。

随着集装箱运输业的蓬勃发展，港口配置的起重机械也逐年增加。为方便监控所有装卸设备的运行状态，几年来出现了ＲＣＭＳ。它依托网络

（有线网络或无线网络），采取开放的ＴＣ聊Ｐ协

议，对现场数据信息流进行传输，这样大大改观了监控系统因距离而带来的限制，方便了工程师

远程监控设备运行状况，目前在港口工控行业越

来越受到用户的重视。

ＲＣＭＳ使得上位监控的使用用户更为广泛。特别是对于一些较少直接接触现场的用户。ＲＣＭＳ大大提高了这部分用户对现场的了解程度。

２起重机远程监控系统存在的问题及解决方案２．１存在问题

１）通用性不高。目前港口所配置的起重机的

电控系统（ＰＬＣ系统）不是同一品牌的，这就意味着每购置１批起重机，在中控室就会配置１台由电控系统开发商提供的ＲＣＭＳ服务器，结果造

成中控室中配置多台监控服务器，但仍无法统一监控所有的设备。

２）监控操作受限。工程师或其他授权用户只能在固定场所通过ＲＣＭＳ了解设备运行状况。当工程师在现场工作时无法实现对设备的实时监

控。

因此有必要设计一套起重机远程监控系统，

可考虑以下３种实现方案。

２．２解决方案

１）方案１：基于现有的网络架构和已有的多

台监控服务器，利用远程桌面技术，在移动终端上开发应用软件。通过该应用软件远程登录ＲＣＭＳ或直接登录对应起重机的ＬＣＭＳ实现远程监控。

此方案最大程度地利用了原有资源，只需配置多台移动终端和安装应用软件即可实现移动式

远程监控功能，开发周期短，投资成本小。同时，由于该方案可绕过监控服务器直接登录单台

ＬＣＭＳ，当服务器出现故障时不影响远程监控功能的实现。

但该方案只是一个过渡的不完善系统方案。因为：①它借用了原有的ＬＣＭＳ和ＲＣＭＳ的资源，

并不能从根本上解决多类ＰＬＣ通讯的统一性问题；

②该系统必须安装远程桌面登录授权后才能支持多人同时登录；③远程监控功能受到ＬＣＭＳ和

ＲＣＭＳ的限制，不能根据用户的要求增添相应的功能。

２）方案２：基于ＯＰＣ技术建立一套完善的远

程监控系统。本文将结合实际工程项目介绍该方案的设计思路及实现。

３）方案３：基于现有的网络架构和已有的监控服务器，通过Ｃ，ｓ结构将服务器数据发布到港

区的局域网，客户端通过浏览器访问获取相关的信息，当维护人员出差在外时，可通过公司的网络服务器和防火墙，进入局域网及时了解个大型

装卸机械的状态，指导其他人员进行故障排除工作。

３基于ＯＰＣ技术的设计１２１

３．１

ＯＰＣ技术ＯＰＣ（ＯＬＥ

ｆｏｒＰｒｏｃｅｓｓ

Ｃｏｎｔｒ０１）的概念是由

Ｆｉｓｈｅｒ

Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ公司１９９５年首次提出的，其中

文含义是“过程控制中的对象连接和嵌入技术”。

它借用了Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＯＬＥ（ＯｂｊｅｃｔＬｉｎｋｉｎｇａｎｄ

Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ对象的连接和嵌入技术）和ＣＯＭ

（ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＯｂｊｅｃｔＭｏｄｅｌ部件对象模型）／ＤＣＯＭ

（分布式部件对象模型）技术，并应用于过程控制中。它为过程控制和工业自动化领域提供了一套

・１９０・水运工程２００８点

标准的接口、属性和方法，是实现控制系统现场设备级与过程管理级进行信息交换、实现控制系统开放性的关键技术。

工业控制领域用到大量的现场设备，提出ＯＰＣ技术最初是简化了传统的Ｉ／Ｏ驱动开发方式。

图２显示了采用ＯＰＣ技术前后的数据访问方式。不难看出，情况ａ）下，对于一个膨种应用程序、Ⅳ种设备的系统，总共需要开发ＭｘＮ个驱动程序，硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序也可能需要重写。同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也有可能不同，

软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供应商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有不同的需要，同时也存在着不同

的数据传输协议，因此一直没有完整的解决方案。而采用了ＯＰＣ技术以后，有了统一的接口标准，

只需要开发肌Ⅳ个与ＯＰＣ的接口。

剑Ｌ■匕

翮网医鼎。ｌｌＺ‰ｌ

ｌ施

到倒［ＯＰＣＩ竺型Ｌ竺■竺

ｂ）ｏｒ＇ｃｈ－式

图２采用ＯＰＣ技术前后的数据访问方式

采用ＯＰＣ技术建立应用系统体系结构能为数

据的交换与共享提供统一标准的规范，即接口规

范，使客户以统一的方式去访问现场设备，这样

数据提供者就不需要应用程序的多种需求，同时数据的使用者也无需了解硬件的操作过程。通过

ＣＯＭ接口，ＯＰＣ客户应用程序可以和一个或多个提供ＯＰＣ接口的服务器连接。同时一个ＯＰＣ服务

器也可以同多个客户程序相连，为多个ＯＰＣ客户程序提供信息。任何支持ＯＰＣ的产品都可以无缝

地实现系统集成。由于ＯＰＣ技术基于ＤＣＯＭ，所

以客户程序和服务器可以分布在一个网络的不同

主机上，形成网络监控系统。图３为ＯＰＣ客户与服务器的系统结构示意图。

应用软件Ａ

ＪＯＰＣ客户机ｌ应用软件ｚ

ＯＰＣ的接ｕＩ

１０Ｐｃ的接ｒｌ

ｏＰｃ服务器｜｜ｏＰｃ服务器ｌＩｏＰｃ服务器设备Ａ｜｜设备Ｂｌ…ｌ设备ｚ

图３

ＯＰＣ客户与服务器的关系示意图

通过这种Ｃ各模式的结构，应用程序之间很容易实现信息的共享和交互，同时，这种结构也把

硬件和应用软件有效地分离开，用户可以将重点放在整个系统的功能及应用上，即使硬件升级，客户端软件也不需改动，只要改动ＯＰＣ服务器端Ｉ／Ｏ接口部分即可。此外，ＯＰＣ组件的使用也十分

方便，用户只需进行简单的组态即可实现客户程

序与ＯＰＣ服务器的连接。

３．２应用实例（宝钢集团运输部原料码头笃卸船机）

系统结构框图及说明见图４。

３．２．１系统硬件配置图及配置说明１３１

本系统设备由机上及机下两大部分组成，机

上为本系统新增设备，有ＣＭＳ工控机（电气房）、

车载计算机（司机室内）、无线以太网网卡及天

馈、以太网光电中继器等；地面新增设备包括地

面管理服务器、终端计算机、ＳＷＩＴＣＨＨＵＢ集线器、无线以太网网关及天馈等。

本系统通讯网络主要由ＨＭＩ工控机与ＡＢＢＡＣ４１０的串口通讯，通讯协议为ＥＸＣＯＭ。

ＣＭＳ工控机与地面管理服务器的通讯采用无线以太网通讯，底层通讯协议为ＮＥＴＢＩＯＳ。地面管理服务器中Ｉ－ＦＩＸ软件（地面监控）与ＨＭＩ工

控机中的Ｉ－ＨＸ软件通讯采用Ｉ－ＦＩＸ系统内部的

通讯协议。与ＡＢＢＰＬＣ控制器ＡＣ４１０的ＥＸＣＯＭ

通讯放在卸船机电气室中的ＨＭＩ工控机上，地面

管理服务器中Ｉ－ＦＩＸ软件Ｉ／Ｏ数据通过与电气室中的ＨＭＩ工控机通讯获得。

车载计算机与电气室ＣＭＳ工控机通过光缆连接，以太网电缆两端采用光电中继器ＴＸ／ＦＸ，以

第１０期王细远：散货港口起重机远程监控系统的研究・１９１．

图４网络结构图

太网数据信号在光缆中传输，以减小干扰。车载计算机通过以太网连接到电气室ＣＭＳ工控机的以太网口上，ＣＭＳ工控机作为网关将车载计算机的数据经无线以太网转发至地面管理服务器中。

１）电气室ＣＭＳ工控机与ＡＢＢＣＯＭ数据通讯。

本系统电气室ＣＭＳ工控机作为外部计算机设备与ＡＢＢ

ＡＣ４１０

图５

ＡＣ４１０ＥＸ—

ＥＸＣＯＭ通讯示意图

ＥＸＣＯＭ进行数据通讯。

点的数据（图５）。

ＥＸＣＯＭ通讯的最高通讯速率为１９．２在这次科研项目中采用的通讯速率是９

ｋｂｉｔ／ｓ，

ＥＸＣＯＭ通讯接口及通讯协议提供ＡＢＢＡＣ４００系列ＰＬＣ控制器与外部计算机的通讯。该通讯能使外部计算机读或写ＰＬＣ控制器内部的

ＤＡＴＡ

６００ｋｂｉｔ／ｓ。

ＥＸＣＯＭ数据通讯能读到ＰＬＣ控制器的下列数据：

ＤＡＴ数据交换文件ＤＳＤ组数据文件

ＡＩＤＩ

ＢＡＳＥ，通讯提供简单的控制命令及低成本

的低速异步串行数据通讯链路。ＥｘＣＯＭ协议易于

外部计算机采用常规基本的输入输出设备执行操作。缺点是：通讯速率相对较低，距离受到一定限制。

在使用了ＥＸＣＯＭ之后，在ＰＬＣ控制器与外

模拟量输入文件ＡＯ模拟量输出文件

数字量输入文件ＤＯ数字量输出文件

ＥＸＣＯＭ数据通讯能将外部计算机数据写到ＰＬＣ控制器的数据如下：

ＤＡＴ数据交换文件ＤＳＤ组数据文件

２）电气室ＨＭＩ工控机与地面服务器数据通

部计算机之间，能使用ＲＳ２３２通讯链路直接互连。

通过ＥＸＣＯＭ，能读到ＰＬＣ控制器控制网上所有节

・１９２・水运工程

２００８生

讯。

电气室ＨＭＩ工控机采用无线局域以太网与地面服务器进行数据通讯。

无线局域以太网的协议有ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等。在本科研项目中采用无线局域以太网的协议是ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ。

无线局域以太网的ｌ网络结构。

本系统中，考虑到将来可能监测无线节点的

构：一块网卡与无线接人装置ＡＰ相连；另一网卡与运输部管理系统以太网相连，这样，地面服务器同时起其通讯网关及软防火墙作用，将本系统

以太网与运输部的管理网从物理连接上隔开，以

确保本监测系统的安全。

４）地面服务器与车载计算机通讯。

车载计算机与ＨＭＩ工控机连接，故通过ＨＭＩ

工控机（用于网关），车载计算机可容易地与地面

服务器采用ＴＣＰ／ＩＰ进行数据通讯。

增加，故采用星形的无线ＨＵＢ接入方式，在地面

管理服务器机房中设无线ＨＵＢ（无线接入点ＡＰ），

３．２．２系统功能的分担

１）机上ＣＭＳ计算机。采集现场ＰＬＣ信号，

在被监测的卸船机电气房ＨＭＩ工控机节点设无线

发射装置（无线网卡）。如需增加远程节点时，仅需增加远程节点的无线网卡，很方便地对无线局域以太网进行扩容（后期项目）。

３）地面服务器与运输部管理系统及远程诊断节点数据通讯。

地面服务器通过地面机房的运输部以太网接口与运输部管理系统及远程诊断节点进行连网并数据通讯。地面管理服务器应采用双以太网卡结

工控机

对卸船机进行实时监视，对辅机机构的故障进行

强制操作，传输数据到地面服务器。

２）地面服务器。对卸船机进行远程监视，将现场数据写入数据库中，通过ＷＥＢＳＥＲＶＥＲ向客户端提供可以浏览的网页。为系统提供故障诊断系统。

３．２．３软件结构

软件结构风图６。

图６应用软件的构成图

１）计算机系统软件说明。

Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００：是微软推出的操作系统。Ｗｉｎ—

ｄｏｗｓ

２０００

作系统（如：ＮｅｔＷａｒｅ，Ｕｎｉｘ，Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ等）交互

操作，方便今后系统的扩展。具有稳定、速度快、

安全性好等特点。适合于需要计算机长期不问断运行场合。

２）开发应用软件说明。

ｌ＿ｆｉｘ：本软件是Ｉｎｔｅｌｌｕｔｉｏｎ公司推出的开发自

Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ／Ｓｅｒｖｅｒ建立于Ｗｉｎｄｏｗｓ

ＮＴ４．０的基础上，并对其内核程序作了大量的改进，增强了其稳定性、安全性及可操作性，是当

今最优秀的计算机（ＰＣ）操作系统之一。其操作界面友善灵活，具有大量的工具软件和应用软件，

为目前世界上ＰＣ工业机的主流操作系统，提供了

动化控制系统中ＭＭＩ程序的软件包。ＩＦＩＸ是一套基于组件技术的自动化软件。ＩＦＩＸ的设计内核中

充分使用了当前最先进的软件技术，包括微软的

大量的通讯协议，能够与几乎所有的其他网络操

第１０期

王细远：散货港口起重机远程监控系统的研究・１９３・

ＶＢＡ，ＯＰＣ，ＡｃｔｉｖｅＸ控件、ＣＯＭ／ＤＣＯＭ等，更使便。

２）远程监控模式。远程监控系统所有授权用户可在能进入港区局域网，随时随地登录远程监控系统，远程监控港区所有大型机械ＰＬＣ系统的运行状态。而且通过ＩＥ浏览器对大型机械的ＰＬＣ

用了基于面向对象的框架结构，ＩＦＩＸ可以实施高

性能的自动化解决方案，使系统的维护、升级和扩展更加方便。

３）数据库软件说明。

Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ

ＳＱＬ

Ｓｅｒｖｅｒ

７．０是微软著名的关系数

Ｓｅｒｖｅｒ

也不会构成任何影响，安全可靠。

３）监控功能完善。远程监控系统实现了设备的运行状态监控、在线编程、报警管理、统计管理等多种监控功能。

４）多层次监控。系统兼顾了原有的ＬＣＭＳ、ＲＣＭＳ的监控功能，操作人员可通过远程监控系

据库产品，它扩展了ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬ

６．５版的

性能、可靠性、质量和易用性。在本系统中采用

Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ

ＳＱＬ

Ｓｅｒｖｅｒ

７．０作为管理功能的后台支

持，存放现场过程数据，并可作为与ＭＩＳ系统的接口，具有最佳的性能指标且拥有最好的可扩展性，为整个系统的完善提供了保障。

４结论

本文提出的一套基于ＯＰＣ技术的远程，主要

统登录原有的系统进行监控，同时又提供了一个

全新的统一的监控平台。照顾到了原有的操作系统，又为建立统一的监控管理平台打下了基础。

具有以下特点。

１）统一的现场设备数据接口。本系统涉及到

的车载ＰＬＣ型号多样、数量大，传统的数据接口方式开发工作量大、周期长、成本高。基于ＯＰＣ技术，由ＯＰＣ服务器为监控服务器提供统一的数

参考文献：

【１］３ＥＢＳＥ００３８３５Ｒ００１，ＡＢＢ

ＥＸＣＯＭＵｓｅｒ’ｓ

Ｇｕｉｄｅ［Ｓ］．

［２】杨明建，郭辉，刘胜军，等．基于ＯＰＣ技术规范的远程

监控叨．安徽大学学报（自然科学版），２００７（４）：４０－４３．【３】黎明森．现代港口电气自动化工程技术手册［Ｍ】．北京：人

民交通出版社，２００５．

（本文编辑郭雪珍）

据标准，上位监控软件的开发可与现场设备硬件

分离，开发周期短、数据可靠性高、后期维护方

・消

．电・

一航院在国内水运行业率先取得工程设计综合甲级资质

日前，经国家住房和城乡建设部核准，一航院于２００８年８月６日取得工程设计综合甲级资质。这使得一航院成为国内水运行业第一家取得该项资质的勘察设计单位。

成立于１９５８年的一航院是能够承担港口、航道、船厂、铁路、公路、桥梁、工民建、油气化工、环境工程、市政工程、核电站海域工程等多个工程建设领域项目的大型中央勘察设计企业。５０年来秉承

“即出精品工程又出优秀人才”的宗旨，在为社会打造了数以百计的国优、部优工程的同时，还培养和造

就了以中国工程院院士、设计大师、勘察大师为代表的一大批专业技术骨干，树立了良好的社会形象。

工程设计综合甲级资质代表了我国工程设计资质的最高水准，是设计单位营业规模、技术力量、创新

能力、工程业绩、规范编制项目获奖实力的综合体现。按照新的《工程设计资质标渤，获得这一资质的

企业即可承接国内所有２１个行业的设计业务，这将为信誉好、实力强的大型设计企业向相近行业和工程

项目总承包领域拓展提供政策支持和发展机遇。

。中交一航院有限公司董事长、总经理冯仲武表示，工程设计综合甲级资质的取得不但利于一航院加快

跨领域、跨行业发展的步伐，还为一航院开拓海外业务、大力推进以设计为龙头的工程总承包业务、项目

管理业务，努力向国际通行的工程公司发展提供了广阔舞台。

中交第一航务工程勘察设计院有限公司

２００８年８月

散货港口起重机远程监控系统的研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

王细远， WANG Xi-yuan

中交第三航务工程勘察设计院有限公司东源公司,上海,200032水运工程

PORT & WATERWAY ENGINEERING2008(10)

参考文献(3条)

1. 黎明森 现代港口电气自动化工程技术手册 2005

2. 杨明建;郭辉;刘胜军 基于OPC技术规范的远程监控[期刊论文]-安徽大学学报(自然科学版) 2007(04)3. 3EBSE003835ROOI.A:BB EXCOM User's Guide

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_sygc200810033.aspx