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視頻過程控制在設備監(jiān)控中的應用
摘要:在施工生產(chǎn)過程中,大型船機設備占有越來越重要的地位,設備運行監(jiān)控、設備檢修保養(yǎng)要求越來越高,推行視頻監(jiān)控可以確保設備安全有效運行,提高效率,并可提供遠程專家指導。
關鍵詞:過程控制;設備;視頻監(jiān)控;計算機應用
在上世紀70年代后,用于工業(yè)過程的計算機的商品化、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算機的功能豐富多彩,可靠性大大提高,而價格卻大為下降,這時的計算機過程控制進入了實用階段。計算機參與過程控制后,人們面對的不再是直接的生產(chǎn)現(xiàn)場,而是由計算機采集的數(shù)據(jù)、信號,過程控制的設計也變成了計算機建立結構化模型,分析、設計、仿真,再通過驅動相應的儀器儀表來完成預設功能。所以,在過程控制計算機系統(tǒng)中,經(jīng)常需要視頻的加入,以提高對生產(chǎn)現(xiàn)場的實際監(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,以便對生產(chǎn)線或者控制對象有一個視覺直觀的印象,并記錄結果。本文就介紹了設備管理為模型的設備監(jiān)控以及檢修的過程。
一、面向對象的系統(tǒng)分析概論
計算機過程控制系統(tǒng)是利用計算機完成工業(yè)過程的檢測、監(jiān)測、控制。雖然工業(yè)設備外形千變萬化,用途各異,但那些設備和裝置大多采用標準件或標準信號,因而具有標準化、模塊化的特點。
面向對象方法是把系統(tǒng)看作一個通過對象互相影響的集合體,它的每個對象都有行為,通過這些行為使類對象之間進行交互。面向對象方法包括封裝性、繼承性、多態(tài)性等特點,這些特點使面向對象方法具有良好的應用前景。特別是面向對象方法所具有的封裝特性,使得對象的信息相對于外界是不可知的,當我們要對對象功能改變時,其影響之在系統(tǒng)對象內部,而對外界無影響,有利于軟件系統(tǒng)功能的增刪、維護、代碼的二次開發(fā)。
二、設備監(jiān)控、資料收集系統(tǒng)
施工生產(chǎn)過程設備的管理是一個復雜的過程,也是一個典型的控制過程,包括設備安裝、設備檢測、設備運行、設備保養(yǎng)、設備維護等,同時還有大量的運行、保養(yǎng)、檢修記錄資料。設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端技術支持。提供設備使用過程全線的視頻監(jiān)控功能,可以減少設備的維修保養(yǎng)時間,減少事故的發(fā)生幾率。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于設備現(xiàn)場監(jiān)控,通過安裝在設備使用現(xiàn)場的視頻設備,通過無線網(wǎng)絡連接到視頻服務器,再通過局域網(wǎng)連接到服務器。用戶可以很方便地通過該系統(tǒng)根據(jù)權限遠程監(jiān)視或指導設備的運行、檢修工作。
其中:攝像頭集群為:半球形一體化智能攝像頭。攝像頭通過設備自身的電腦組件連接入無線網(wǎng)絡,并與視頻服務器進行數(shù)據(jù)傳輸,視頻服務器通過雙絞線連入計算機系統(tǒng),WEB SERVER通過訪問視頻服務器獲得視頻信號。各終端機用戶通過訪問WEB SERVER獲得現(xiàn)場的監(jiān)控信號,用戶的身份通過Oracle數(shù)據(jù)服務器進行認證,根據(jù)認證結果確定用戶擁有什么權限,允許進行什么操作。具有控制權限的用戶通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件,按軟件制定的方式控制各個視頻頭的轉動,管理員可以對視頻服務器進行管理。
應用軟件只在WEB SERVER側開發(fā),確保了系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定,維護和更新也很容易。終端用戶(包括遠程接入用戶)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)包括定時保存、遠程用戶管理、視頻下載、視頻瀏覽、視頻控制、視頻會議及視頻查詢等功能。
三、以設備監(jiān)控為目的的計算機系統(tǒng)
大型設備在施工生產(chǎn)中占據(jù)了越來越重要的地位,大型設備的事故預防及準確、及時的維修都對施工生產(chǎn)起著關鍵的作用。保存好設備的運行數(shù)據(jù),將對今后的故障預防與故障檢修提供第一手資料,同時,專家也可以通過互聯(lián)網(wǎng)登入系統(tǒng),直接觀測到設備的使用情況,對設備的正確使用提供指導。
為了規(guī)范設備運行、維護制度,提高設備的效率,防范各類事故的發(fā)生,記錄運行數(shù)據(jù),保存實際情況的視頻錄像,開發(fā)并啟用檢測視頻監(jiān)控系統(tǒng)是行之有效的手段。
系統(tǒng)由若干監(jiān)控計算機、一臺中心數(shù)據(jù)服務器和一臺視頻數(shù)據(jù)服務器組成,監(jiān)控計算機通過無線的方式連接到局域網(wǎng),數(shù)據(jù)服務器保存設備運行數(shù)據(jù),視頻服務器保存現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù),通過局域網(wǎng)進行連接,并和辦公系統(tǒng)連接,形成有機的整體。
實際工作情況為:一方面,系統(tǒng)中利用攝像頭監(jiān)控設備運行現(xiàn)場,按照一定的時間間隔進行拍照或錄像,數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡以TCP/IP協(xié)議、電文的方式傳送至視頻服務器;另一方面,當設備運行情況達到預設數(shù)值時,如起重機起重量超過1000噸,系統(tǒng)開始實時監(jiān)控設備運行情況,運行數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)接收器送至資料收集計算機,通過無線網(wǎng)絡以TCP/IP協(xié)議、電文的方式進行傳送,此過程無需手動操作,自動記錄。視頻監(jiān)控、資料收集計算機通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到視頻及數(shù)據(jù)服務器,服務器可以進行大容量數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)備份。
軟件實現(xiàn)的功能:實時拍攝和保存;遠程調用;遠程會議;根據(jù)時間、操作員姓名、設備名稱進行統(tǒng)計和查詢,檢測結果自動輸出成為表單。
四、設備監(jiān)控主要流程
1.操作人員檢查設備完畢后,登錄至監(jiān)控網(wǎng)絡,通過認證服務器認證并分配相應權限,監(jiān)控系統(tǒng)自動初始化。
2.操作人員正常進行操作,監(jiān)控系統(tǒng)按設置要求進行監(jiān)控。若設備發(fā)生異常,系統(tǒng)自動拍照、攝影進行存檔,并將異常數(shù)據(jù)顯示在視頻監(jiān)控計算機,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,操作人員可手動啟動監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控。
3.當設備完成工作停止運行后,操作人員發(fā)送信號視頻監(jiān)控及資料收集計算機,視頻監(jiān)控、資料收集計算機將視頻數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)發(fā)送給相應服務器,服務器根據(jù)操作者姓名、時間、工作內容進行數(shù)據(jù)整理備份,按要求將結果整理為表單,并通過遠程打印機打印。
4.遠程用戶登錄至服務器時,通過認證服務器認證及分配權限,允許在檢測網(wǎng)絡中通過WEB服務器遠程察看設備的運行實際過程及相關數(shù)據(jù)。
五、結語
本方案在某海灣大橋施工過程信息化中得到了初步應用。大橋施工分為十幾個標段,分散在三個地區(qū),最遠相距三十余公里。攝像頭實時采集數(shù)據(jù)后,通過無線網(wǎng)絡傳送至中央機房,并進行存儲。其他用戶通過互聯(lián)網(wǎng)接入可隨時查看施工現(xiàn)場情況、設備運行情況,對控制施工進度、施工質量、設備安全運轉起到了極大的促進作用。
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