基于PLC的工業(yè)控制系統和視頻監控系統設計

(2) 視頻設備設置

視頻設備主要有攝像機、鏡頭、云臺、解碼器和視頻服務(wù)器。解碼器通過(guò)標準電壓信號控制云臺上下左右動(dòng)作和鏡頭的變焦、聚焦調節，它與視頻服務(wù)器之間通過(guò) RS485總線(xiàn)進(jìn)行通訊，每個(gè)解碼器要設置不同的通訊地址如1和2。視頻服務(wù)器通過(guò)設置軟件設定其IP地址、子網(wǎng)掩碼等參數，如IP地址為 192.168.0.3，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，兩路攝像機圖像編號由插接的BNC端口決定為1或2。

(3) 監控軟件的綜合開(kāi)發(fā)

監控軟件開(kāi)發(fā)同時(shí)考慮數據監控和視頻監控功能，把工藝上相關(guān)的數據和圖像放在同一個(gè)監控畫(huà)面上，用戶(hù)進(jìn)行的操作包括對現場(chǎng)各種工業(yè)設備的控制和對云臺、鏡頭的控制。在iFIX的Workspace中開(kāi)發(fā)常規的工藝流程監控畫(huà)面、報警處理、歷史數據記錄、報表查詢(xún)打印、用戶(hù)管理等功能，該部分開(kāi)發(fā)在 iFIX 中比較容易實(shí)現，而視頻監控功能的開(kāi)發(fā)則是關(guān)鍵。

要在iFIX中實(shí)現實(shí)時(shí)圖像監視，需要用到其ActiveX技術(shù)。視頻服務(wù)器傳輸到計算機的視頻信號是編碼壓縮后的數據包，其解壓由軟件完成，因而可把數據解壓、圖像還原、控制信息通訊等功能集成在一個(gè)ActiveX控件中，然后在iFIX中調用該控件即可。在iFIX畫(huà)面中插入該控件實(shí)例 Video1和一個(gè)按鈕BtnConnect，該按鈕單擊事件編程如下： Video1.connect “192.168.0.3”,1。用戶(hù)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(guò)視頻服務(wù)器向解碼器發(fā)送通訊指令完成，目前市場(chǎng)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動(dòng)、云臺手動(dòng)/自動(dòng)、鏡頭廣角/近景、鏡頭聚焦遠/近等指令。如云臺上移功能可在對應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(guò)調用控件的方法、屬性和事件，還可以根據需要增加視頻錄像、回放、抓拍圖像、畫(huà)面分割、圖像質(zhì)量調整等操作，從而使監控軟件同時(shí)具備專(zhuān)業(yè)的數據監控和視頻監控功能。

4 應用實(shí)例

以某垃圾運轉碼頭自動(dòng)化監控系統為例，該系統要求在監控畫(huà)面上同時(shí)既可看到垃圾車(chē)到位狀態(tài)、垃圾重量等信息，又能看到港機上垃圾車(chē)作業(yè)狀況，從而準確地對進(jìn)場(chǎng)處的道閘進(jìn)行控制。采用上述“兩網(wǎng)合一”方案，可設置多個(gè)攝像機觀(guān)測垃圾車(chē)、運輸船的實(shí)際狀態(tài)，通過(guò)PLC采集現場(chǎng)信號并完成設備控制，監控計算機通過(guò)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”監控系統軟件畫(huà)面如圖2所示。畫(huà)面左側是工情流程監控部分，實(shí)時(shí)顯示監測數據并實(shí)現遠程工藝操作。畫(huà)面右側是視頻監控部分，用戶(hù)可通過(guò)實(shí)時(shí)圖像看到現場(chǎng)的實(shí)際具體情況，還可進(jìn)行圖像移動(dòng)/遠近等操作。

圖2 垃圾運轉碼頭監控系統畫(huà)面

5 結語(yǔ)

本文設計的工業(yè)控制系統和視頻監控系統“兩網(wǎng)合一”方案具有以下特點(diǎn)：

(1) 是一個(gè)開(kāi)放的系統，PLC站、視頻監控點(diǎn)、監控計算機都可根據需要隨時(shí)增減，系統擴展不需要結構改變;

(2) 可以把視頻服務(wù)器、視頻前端設備和PLC控制站放置在現場(chǎng)，只要一根網(wǎng)線(xiàn)即可與監控中心的計算機連接，大大減少了布線(xiàn);

(3) 監控中心只需要一臺計算機和一套監控軟件即可實(shí)現全部監控功能，既便于操作又減少維護工作量;

(4) 采用視頻服務(wù)器比采用視頻采集卡更能分散計算機數據處理的工作量，而且使控制和視頻真正在同一網(wǎng)絡(luò )傳輸，更適用于遠程網(wǎng)絡(luò )監控;

(5) 如果需要集成有語(yǔ)音/音樂(lè )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)現控制系統、視頻系統、音頻系統“三網(wǎng)合一”