2．1運動軌跡記錄與回放

當起重機出現故障或發生事故時，發生時間點前后的相關數據(如起重機的位置、速度和載重，電機的轉速、電流等)能為故障或事故發生原因分析提供很大幫助。通常軌跡記錄可使用定時可視化Basic腳本(VisualBasicScript，VBS)將需要記錄的數據寫人數據庫，但是數據記錄的頻率高、數量大，同時VBS的執行效率低，若長期頻繁地進行大規模的記錄插入操作，會導致軟件運行緩慢，影響起重機安全監控管理系統響應速度。而WinCC本身具有變量記錄功能，其方式也是將數據記錄在數據庫內。相比前一種數據錄制方案，其性能更優，能以高頻率(10ms級別)記錄大量變量而不影響軟件的整體性能。需注意，WinCC在寫入數據庫時對數據進行了壓縮，讀取時需用特別的方式進行還原。78上海船舶運輸科學研究所學報2016年第1期軌跡回放時，先將選定時間長度的所有數據從數據庫中讀取到對應的內存數組中，隨后在回放時按系統采集頻率遍歷數組的數據。

2．2WinCC平臺視頻監控

通過硬盤錄像機和攝像機可簡單地實現視頻監控功能，并能在硬盤錄像機上查看圖像畫面。然而，系統為體現其整體性、提高集成度、實現數據的統一管理，考慮將視頻監控功能嵌入到WinCC中，充分縮減上位機操作軟件的類型和數量，提高系統的操作體驗。由于WinCC屬于二次開發平臺，而硬盤錄像機提供的開發包是基于一次開發平臺的，因此不能直接在WinCC中針對硬盤錄像機進行編程開發。通常視頻編碼器提供SDKActiveX控件，而WinNCC可嵌入VB控件，因此將視頻編碼器作為WinCC的視頻數據源。視頻信號經過視頻編碼器編碼后輸出到WinCC，通過對VB開發控件編程可實現在WinCC中視頻監控的功能。

2．3RCMS與PLC通信

RMCS主要用于集中管理碼頭的所有起重機。與LCMS側重于起重機的實時監控不同，RCMS側重于起重機的數據管理，提供起重機歷史數據的查詢、分析和報表等功能。因此，選用VB進行開發比選用WinCC更為合適。但是，RCMS也應具有部分實時數據監控功能作為輔助，因此必須與PLC通信來獲取數據。這里以西門子PLC為例，采用以太網連接方式，備選有以下3種通信方式。

1)MODBUS／TCP協議方式。需將PLC作為從站進行編程，調用標準MODBUS通信功能塊發送和接收數據；將VB作為主站，使用WINSOCKET控件對MODBUS協議進行編程發送。采用該方式的優點是TCP協議與MoDBUS協議的標準性和開放性，缺點是當需要改變監控數據時必須修改PLC程序。

2)OPC(OLEforProcessContro1)方式。需在RCMS端組態和配置OPCSERVER，同時在PLC中配置好S7連接通道。在VB環境中引用SimensOPCDaautomation2．0后即可用西門子OPCSERVER的接口函數，對連接服務器、添加OPC組對象、添加數據項及同步數據讀寫進行編程。采用該方式的優點是在修改通信內容時不必改動PLC，直接修改OPCSERVER的配置即可；此外，OPC作為一個標準，使得RCMS端可連接不同廠商的PLC。采用該方式的缺點是數據需經過OPCSERVER中轉，通信延遲較高，數據刷新速度較低。

3)$7CONNECTION方式。使用S7協議可很容易地讀寫出各PLC內的I，Q，M，DB等區域的數值。由于S7協議是保密的，無法直接編程，因此PLC廠家專門開發了封裝S7通信協議的組件PRODAVE，提供了豐富的操作接口函數。起重機安全監控管理系統采用該方式的優點是可以快速訪問PLC內任意存儲器的數據，且改變通信數據時無需改動PLC的配置和程序。采用該方式的缺點是其不支持并發連接，當前激活的連接只有1個時，必須將其關閉后才能切換到其他連接。

這里采用的是使用PRODAVE進行s7通信的方式。對比MODBUS／TCP方式，該方式無需修改PLC端程序；對比OPC方式，OPC服務器占用RCMS端資源多、通信延遲高、故障恢復周期長。對于其他品牌的PLC，既可選擇使用MODBUS／TCP和OPC等標準方式進行通信，也可針對PLC專用協議進行編程實現。