基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計

(2) 視頻設備設置

視頻設備主要有攝像機、鏡頭、云臺、解碼器和視頻服務器。解碼器通過標準電壓信號控制云臺上下左右動作和鏡頭的變焦、聚焦調節(jié)，它與視頻服務器之間通過 RS485總線進行通訊，每個解碼器要設置不同的通訊地址如1和2。視頻服務器通過設置軟件設定其IP地址、子網掩碼等參數，如IP地址為 192.168.0.3，子網掩碼為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(jiān)控軟件的綜合開發(fā)

監(jiān)控軟件開發(fā)同時考慮數據監(jiān)控和視頻監(jiān)控功能，把工藝上相關的數據和圖像放在同一個監(jiān)控畫面上，用戶進行的操作包括對現場各種工業(yè)設備的控制和對云臺、鏡頭的控制。在iFIX的Workspace中開發(fā)常規(guī)的工藝流程監(jiān)控畫面、報警處理、歷史數據記錄、報表查詢打印、用戶管理等功能，該部分開發(fā)在 iFIX 中比較容易實現，而視頻監(jiān)控功能的開發(fā)則是關鍵。

要在iFIX中實現實時圖像監(jiān)視，需要用到其ActiveX技術。視頻服務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ActiveX控件中，然后在iFIX中調用該控件即可。在iFIX畫面中插入該控件實例 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。用戶點擊該按鈕，則控件顯示視頻服務器1#通道的圖像。

對云臺和鏡頭的控制是通過視頻服務器向解碼器發(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動、云臺手動/自動、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、畫面分割、圖像質量調整等操作，從而使監(jiān)控軟件同時具備專業(yè)的數據監(jiān)控和視頻監(jiān)控功能。

4 應用實例

以某垃圾運轉碼頭自動化監(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，又能看到港機上垃圾車作業(yè)狀況，從而準確地對進場處的道閘進行控制。采用上述“兩網合一”方案，可設置多個攝像機觀測垃圾車、運輸船的實際狀態(tài)，通過PLC采集現場信號并完成設備控制，監(jiān)控計算機通過工業(yè)以太網連接PLC和視頻服務器，取得了良好的效果。其“兩網合一”監(jiān)控系統(tǒng)軟件畫面如圖2所示。畫面左側是工情流程監(jiān)控部分，實時顯示監(jiān)測數據并實現遠程工藝操作。畫面右側是視頻監(jiān)控部分，用戶可通過實時圖像看到現場的實際具體情況，還可進行圖像移動/遠近等操作。

圖2 垃圾運轉碼頭監(jiān)控系統(tǒng)畫面

5 結語

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

(1) 是一個開放的系統(tǒng)，PLC站、視頻監(jiān)控點、監(jiān)控計算機都可根據需要隨時增減，系統(tǒng)擴展不需要結構改變;

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

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

(4) 采用視頻服務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絡傳輸，更適用于遠程網絡監(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器，實現控制系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)“三網合一”