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視頻過程控制在設(shè)備監(jiān)控中的應(yīng)用
摘要:在施工生產(chǎn)過程中,大型船機(jī)設(shè)備占有越來越重要的地位,設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、設(shè)備檢修保養(yǎng)要求越來越高,推行視頻監(jiān)控可以確保設(shè)備安全有效運(yùn)行,提高效率,并可提供遠(yuǎn)程專家指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:過程控制;設(shè)備;視頻監(jiān)控;計(jì)算機(jī)應(yīng)用
在上世紀(jì)70年代后,用于工業(yè)過程的計(jì)算機(jī)的商品化、系列化,大規(guī)模集成電路的成功制造和微處理器的問世使計(jì)算機(jī)的功能豐富多彩,可靠性大大提高,而價(jià)格卻大為下降,這時(shí)的計(jì)算機(jī)過程控制進(jìn)入了實(shí)用階段。計(jì)算機(jī)參與過程控制后,人們面對(duì)的不再是直接的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),而是由計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)、信號(hào),過程控制的設(shè)計(jì)也變成了計(jì)算機(jī)建立結(jié)構(gòu)化模型,分析、設(shè)計(jì)、仿真,再通過驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的儀器儀表來完成預(yù)設(shè)功能。所以,在過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,經(jīng)常需要視頻的加入,以提高對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際監(jiān)控,特別是目前用戶需求的提高,很多用戶在一些系統(tǒng)中希望能有視頻的效果,以便對(duì)生產(chǎn)線或者控制對(duì)象有一個(gè)視覺直觀的印象,并記錄結(jié)果。本文就介紹了設(shè)備管理為模型的設(shè)備監(jiān)控以及檢修的過程。
一、面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析概論
計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)完成工業(yè)過程的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、控制。雖然工業(yè)設(shè)備外形千變?nèi)f化,用途各異,但那些設(shè)備和裝置大多采用標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),因而具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的特點(diǎn)。
面向?qū)ο蠓椒ㄊ前严到y(tǒng)看作一個(gè)通過對(duì)象互相影響的集合體,它的每個(gè)對(duì)象都有行為,通過這些行為使類對(duì)象之間進(jìn)行交互。面向?qū)ο蠓椒òǚ庋b性、繼承性、多態(tài)性等特點(diǎn),這些特點(diǎn)使面向?qū)ο蠓椒ň哂辛己玫膽?yīng)用前景。特別是面向?qū)ο蠓椒ㄋ哂械姆庋b特性,使得對(duì)象的信息相對(duì)于外界是不可知的,當(dāng)我們要對(duì)對(duì)象功能改變時(shí),其影響之在系統(tǒng)對(duì)象內(nèi)部,而對(duì)外界無影響,有利于軟件系統(tǒng)功能的增刪、維護(hù)、代碼的二次開發(fā)。
二、設(shè)備監(jiān)控、資料收集系統(tǒng)
施工生產(chǎn)過程設(shè)備的管理是一個(gè)復(fù)雜的過程,也是一個(gè)典型的控制過程,包括設(shè)備安裝、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備保養(yǎng)、設(shè)備維護(hù)等,同時(shí)還有大量的運(yùn)行、保養(yǎng)、檢修記錄資料。設(shè)備管理視頻化有利于保存各類第一手資料,并以視頻的形式提供直觀的依據(jù),在維修過程中可以提供遠(yuǎn)端技術(shù)支持。提供設(shè)備使用過程全線的視頻監(jiān)控功能,可以減少設(shè)備的維修保養(yǎng)時(shí)間,減少事故的發(fā)生幾率。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控,通過安裝在設(shè)備使用現(xiàn)場(chǎng)的視頻設(shè)備,通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到視頻服務(wù)器,再通過局域網(wǎng)連接到服務(wù)器。用戶可以很方便地通過該系統(tǒng)根據(jù)權(quán)限遠(yuǎn)程監(jiān)視或指導(dǎo)設(shè)備的運(yùn)行、檢修工作。
其中:攝像頭集群為:半球形一體化智能攝像頭。攝像頭通過設(shè)備自身的電腦組件連接入無線網(wǎng)絡(luò),并與視頻服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,視頻服務(wù)器通過雙絞線連入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),WEB SERVER通過訪問視頻服務(wù)器獲得視頻信號(hào)。各終端機(jī)用戶通過訪問WEB SERVER獲得現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控信號(hào),用戶的身份通過Oracle數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證,根據(jù)認(rèn)證結(jié)果確定用戶擁有什么權(quán)限,允許進(jìn)行什么操作。具有控制權(quán)限的用戶通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件,按軟件制定的方式控制各個(gè)視頻頭的轉(zhuǎn)動(dòng),管理員可以對(duì)視頻服務(wù)器進(jìn)行管理。
應(yīng)用軟件只在WEB SERVER側(cè)開發(fā),確保了系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定,維護(hù)和更新也很容易。終端用戶(包括遠(yuǎn)程接入用戶)直接利用IE等瀏覽器就可以監(jiān)視和控制,使用方便。系統(tǒng)開發(fā)包括定時(shí)保存、遠(yuǎn)程用戶管理、視頻下載、視頻瀏覽、視頻控制、視頻會(huì)議及視頻查詢等功能。
三、以設(shè)備監(jiān)控為目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
大型設(shè)備在施工生產(chǎn)中占據(jù)了越來越重要的地位,大型設(shè)備的事故預(yù)防及準(zhǔn)確、及時(shí)的維修都對(duì)施工生產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用。保存好設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),將對(duì)今后的故障預(yù)防與故障檢修提供第一手資料,同時(shí),專家也可以通過互聯(lián)網(wǎng)登入系統(tǒng),直接觀測(cè)到設(shè)備的使用情況,對(duì)設(shè)備的正確使用提供指導(dǎo)。
為了規(guī)范設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)制度,提高設(shè)備的效率,防范各類事故的發(fā)生,記錄運(yùn)行數(shù)據(jù),保存實(shí)際情況的視頻錄像,開發(fā)并啟用檢測(cè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是行之有效的手段。
系統(tǒng)由若干監(jiān)控計(jì)算機(jī)、一臺(tái)中心數(shù)據(jù)服務(wù)器和一臺(tái)視頻數(shù)據(jù)服務(wù)器組成,監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過無線的方式連接到局域網(wǎng),數(shù)據(jù)服務(wù)器保存設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),視頻服務(wù)器保存現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù),通過局域網(wǎng)進(jìn)行連接,并和辦公系統(tǒng)連接,形成有機(jī)的整體。
實(shí)際工作情況為:一方面,系統(tǒng)中利用攝像頭監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng),按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行拍照或錄像,數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡(luò)以TCP/IP協(xié)議、電文的方式傳送至視頻服務(wù)器;另一方面,當(dāng)設(shè)備運(yùn)行情況達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí),如起重機(jī)起重量超過1000噸,系統(tǒng)開始實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況,運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)接收器送至資料收集計(jì)算機(jī),通過無線網(wǎng)絡(luò)以TCP/IP協(xié)議、電文的方式進(jìn)行傳送,此過程無需手動(dòng)操作,自動(dòng)記錄。視頻監(jiān)控、資料收集計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到視頻及數(shù)據(jù)服務(wù)器,服務(wù)器可以進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)備份。
軟件實(shí)現(xiàn)的功能:實(shí)時(shí)拍攝和保存;遠(yuǎn)程調(diào)用;遠(yuǎn)程會(huì)議;根據(jù)時(shí)間、操作員姓名、設(shè)備名稱進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢,檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)輸出成為表單。
四、設(shè)備監(jiān)控主要流程
1.操作人員檢查設(shè)備完畢后,登錄至監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),通過認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證并分配相應(yīng)權(quán)限,監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)初始化。
2.操作人員正常進(jìn)行操作,監(jiān)控系統(tǒng)按設(shè)置要求進(jìn)行監(jiān)控。若設(shè)備發(fā)生異常,系統(tǒng)自動(dòng)拍照、攝影進(jìn)行存檔,并將異常數(shù)據(jù)顯示在視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī),提醒操作人員注意;若操作人員發(fā)現(xiàn)異常而監(jiān)控系統(tǒng)未啟動(dòng),操作人員可手動(dòng)啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。
3.當(dāng)設(shè)備完成工作停止運(yùn)行后,操作人員發(fā)送信號(hào)視頻監(jiān)控及資料收集計(jì)算機(jī),視頻監(jiān)控、資料收集計(jì)算機(jī)將視頻數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)服務(wù)器,服務(wù)器根據(jù)操作者姓名、時(shí)間、工作內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)整理備份,按要求將結(jié)果整理為表單,并通過遠(yuǎn)程打印機(jī)打印。
4.遠(yuǎn)程用戶登錄至服務(wù)器時(shí),通過認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證及分配權(quán)限,允許在檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中通過WEB服務(wù)器遠(yuǎn)程察看設(shè)備的運(yùn)行實(shí)際過程及相關(guān)數(shù)據(jù)。
五、結(jié)語
本方案在某海灣大橋施工過程信息化中得到了初步應(yīng)用。大橋施工分為十幾個(gè)標(biāo)段,分散在三個(gè)地區(qū),最遠(yuǎn)相距三十余公里。攝像頭實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)后,通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送至中央機(jī)房,并進(jìn)行存儲(chǔ)。其他用戶通過互聯(lián)網(wǎng)接入可隨時(shí)查看施工現(xiàn)場(chǎng)情況、設(shè)備運(yùn)行情況,對(duì)控制施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)起到了極大的促進(jìn)作用。
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