2．1运动轨迹记录与回放

当起重机出现故障或发生事故时，发生时间点前后的相关数据(如起重机的位置、速度和载重，电机的转速、电流等)能为故障或事故发生原因分析提供很大帮助。通常轨迹记录可使用定时可视化Basic脚本(VisualBasicScript，VBS)将需要记录的数据写人数据库，但是数据记录的频率高、数量大，同时VBS的执行效率低，若长期频繁地进行大规模的记录插入操作，会导致软件运行缓慢，影响起重机安全监控管理系统响应速度。而WinCC本身具有变量记录功能，其方式也是将数据记录在数据库内。相比前一种数据录制方案，其性能更优，能以高频率(10ms级别)记录大量变量而不影响软件的整体性能。需注意，WinCC在写入数据库时对数据进行了压缩，读取时需用特别的方式进行还原。78上海船舶运输科学研究所学报2016年第1期轨迹回放时，先将选定时间长度的所有数据从数据库中读取到对应的内存数组中，随后在回放时按系统采集频率遍历数组的数据。

2．2WinCC平台视频监控

通过硬盘录像机和摄像机可简单地实现视频监控功能，并能在硬盘录像机上查看图像画面。然而，系统为体现其整体性、提高集成度、实现数据的统一管理，考虑将视频监控功能嵌入到WinCC中，充分缩减上位机操作软件的类型和数量，提高系统的操作体验。由于WinCC属于二次开发平台，而硬盘录像机提供的开发包是基于一次开发平台的，因此不能直接在WinCC中针对硬盘录像机进行编程开发。通常视频编码器提供SDKActiveX控件，而WinNCC可嵌入VB控件，因此将视频编码器作为WinCC的视频数据源。视频信号经过视频编码器编码后输出到WinCC，通过对VB开发控件编程可实现在WinCC中视频监控的功能。

2．3RCMS与PLC通信

RMCS主要用于集中管理码头的所有起重机。与LCMS侧重于起重机的实时监控不同，RCMS侧重于起重机的数据管理，提供起重机历史数据的查询、分析和报表等功能。因此，选用VB进行开发比选用WinCC更为合适。但是，RCMS也应具有部分实时数据监控功能作为辅助，因此必须与PLC通信来获取数据。这里以西门子PLC为例，采用以太网连接方式，备选有以下3种通信方式。

1)MODBUS／TCP协议方式。需将PLC作为从站进行编程，调用标准MODBUS通信功能块发送和接收数据；将VB作为主站，使用WINSOCKET控件对MODBUS协议进行编程发送。采用该方式的优点是TCP协议与MoDBUS协议的标准性和开放性，缺点是当需要改变监控数据时必须修改PLC程序。

2)OPC(OLEforProcessContro1)方式。需在RCMS端组态和配置OPCSERVER，同时在PLC中配置好S7连接通道。在VB环境中引用SimensOPCDaautomation2．0后即可用西门子OPCSERVER的接口函数，对连接服务器、添加OPC组对象、添加数据项及同步数据读写进行编程。采用该方式的优点是在修改通信内容时不必改动PLC，直接修改OPCSERVER的配置即可；此外，OPC作为一个标准，使得RCMS端可连接不同厂商的PLC。采用该方式的缺点是数据需经过OPCSERVER中转，通信延迟较高，数据刷新速度较低。

3)$7CONNECTION方式。使用S7协议可很容易地读写出各PLC内的I，Q，M，DB等区域的数值。由于S7协议是保密的，无法直接编程，因此PLC厂家专门开发了封装S7通信协议的组件PRODAVE，提供了丰富的操作接口函数。起重机安全监控管理系统采用该方式的优点是可以快速访问PLC内任意存储器的数据，且改变通信数据时无需改动PLC的配置和程序。采用该方式的缺点是其不支持并发连接，当前激活的连接只有1个时，必须将其关闭后才能切换到其他连接。

这里采用的是使用PRODAVE进行s7通信的方式。对比MODBUS／TCP方式，该方式无需修改PLC端程序；对比OPC方式，OPC服务器占用RCMS端资源多、通信延迟高、故障恢复周期长。对于其他品牌的PLC，既可选择使用MODBUS／TCP和OPC等标准方式进行通信，也可针对PLC专用协议进行编程实现。