视频监控与组态软件在生产过程自动化中的融合

麻　云　燕海东

(南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司)



视频监控与组态软件在生产过程自动化中的融合

麻云燕海东

(南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司)

摘要梅山矿业分公司选矿厂的控制系统和视频系统是作为独立系统各自出现的，为确保重要生产环节的可靠和安全，确定利用组态软件的兼容优势，采取软件设计与视频监控融合的方式，让操作人员可以在一个工控计算机的同一界面上实现设备操控和视频监视。实践结果表明：视频系统辅助设备控制，使控制更精确可靠，人员和设备的安全得到了有效保障。同时，也为选矿自动化的进一步网络融合提供了思路。

关键词视频监控组态软件接口

自进入21世纪以来，科技推动着经济飞速发展，经济的发展则逆向带动着生产力的更新。特别在工控行业，自动化产品以及系统服务于各行各业。视频监控在安防领域已经应用了很多年，有了比较成熟的经验，而工业生产的环境致使监控系统在该领域有些滞后。近年来，随着工业以太网技术的工业应用、网络监控技术的成熟、数字化视频采集技术的出现，视频监控在恶劣的工业环境中能够稳定的运行，尤其是在矿山、化工等高危场所，视频监控系统不仅可以通过硬盘录像机完整的保存视频图像，集控室的操作人员还可以通过实时监控画面，及时发现现场环境的危险因素和操作人员的不安全行为，及时的做出反应，确保安全。同时，若出现设备事故或人员伤害等异常情况，通过查找录像回放，可以还原现场情况，为事故处理提供可靠的依据。

组态软件是指在某领域的具体系统中对过程数据采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统最上层的软件平台和开发环境，为用户提供构建工业自动控制系统的监控功能。一些组态软件具有完整的编程环境，支持包括工业以太网等多种通讯方式。因此，生产过程自动化设计的关键就是在工业以太网上同时传输视频信号和控制信号，并在同一组态软件中实现工艺流程控制和视频监控。

1视频监控概述

对于视频监控系统，根据系统各部分功能的不同，可将其分为表现层、控制层、传输层和采集层。随着设备集成程度的提高，对于部分系统而言，某些设备可能会同时以多个层的身份存在于系统中[1]。

(1)表现层，是系统成果的表现形式，是人们获得信息的最高端的一层。

(2)控制层，是视频监控系统的核心，其控制方式有模拟控制和数字控制两种。

(3)传输层，是视频监控系统的血脉，主要是视频信号传输。从早期的同轴电缆到现在的网线、光纤，使监控系统更加完善。

(4)采集层，是视频监控系统的最底层。它包括镜头、监控摄像机、报警传感器、硬盘录像机等。

2组态软件概述

通用工业自动化组态软件的出现为解决实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。其主要特点如下：

(1)延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场(包括硬件设备或系统结构)或用户需求发生改变时，不需进行很多修改而方便地完成软件的更新和升级。

(2)封装性。通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术(甚至不需要编程技术)，就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能。

(3)通用性。每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备(PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等)的I/O Driver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，且不受行业限制。

3视频监控与组态软件融合方案设计

在一个生产企业中会有许许多多的设备，这些设备以及生产环境都需要去操作控制和实时监控。就目前的自动化控制系统来说，这两个系统基本上是分开而独立存在和工作的。这就在实际生产中出现了矛盾，一个视频系统一个生产控制系统一定要左右各看一个，给操作人员带来了非常大的困扰。若出现了紧急情况，要找到具体的设备，往往已错过了最佳的控制时间。

以宝钢集团梅山选矿厂的细碎车间为例(见图1)，论述这一问题并提出解决方案。梅山选矿厂细碎车间皮带繁多，整个集中控制室的墙上挂满了监控的画面，下面是生产控制的操作员站。经常会发生某一工人从众多画面中突然发现某一皮带跑偏或者某一矿仓漫矿，在急忙查找这一皮带或漏矿车进行相应的操作时，往往需要好几分钟，找到时往往已错过了最佳控制时机。

图1　集中控制室操作员站

4视频监控与组态软件融合的具体实现

针对上述情况提出具体解决方案。组态软件采用IFIX5.0，为了使系统兼顾工艺设备控制和视频监控的功能，把相关工艺设备和现场图像放在同一个监控界面上。操作人员在这个监控界面上同时实现设备控制和对视频系统的云台控制。而视频监视的画面通过VB脚本编写，生成一个可执行文件，这个可执行文件会展示一个最前端的视频画面。通过IFIX自带的VB脚本编辑器调用这个可执行文件使得视频画面镶在组态画面上。

4.1可执行文件的生成

每个网络摄像头的厂家会附带有关摄像头的动态链接文件(后缀名为.dll)，在VB环境中引用这个动态链接文件。编写各种所需要的功能函数，然后把它们封装在类模块中，在主窗体内调用[2]。

关于视频框架的几个主要函数功能如下：

Public Declare Function DVR_OpenStream Lib“DVRWrapper.dll”(ByVal user As Long， info As DVR_CLIENTINFO) As Long ‘显示图像

Public Declare Function DVR_CloseStream Lib“DVRWrapper.dll” (ByVal stream As Long) As Long ‘关闭图像

Private Declare Function SetWindowPos Lib“user32”(ByVal hwnd As Long，ByVal hWndInsertAfter As Long，ByVal x As Long，ByVal y As Long， ByVal cx As Long， ByVal cy As Long，ByVal wFlags As Long) As Long ‘调整画面位置

m_1.DvrIP = Trim(“0.0.0.0”) & Chr(0) ‘目标IP地址

m_Device = DVR_Login(info1) ‘选择目标摄像头

4.2文件的调用

在组态软件的画面上添加动作按钮，该按钮的执行脚本为调用生成的可执行程序。按下按钮打开视频画面，选择一个合适的窗口位置进行调整安放。画面如图2所示，按钮的执行脚本如：shell“D：/test.exe”

图2　融合后画面

从内部结构来看，该方案只是提供在两个系统间的接口，而他们之间的接口可以有很多类型，从而适合于更多厂商的系统。

5设计方案的特点

该设计方案具有以下特点：

(1)扩展性好。这是一个开放的系统，对于系统中的工业计算机、现场PLC站点、视频监视点都可以随时增减，非常方便。

(2)操作方便。一台工业计算机，集设备控制和视频监控于一身，利于操作。

(3)布线简单，维护方便。

6结语

视频监控系统中的摄像头为网络摄像头，在不影响全厂监控系统的前提下，以按钮命令的方式寻找目的地址来打开、关闭摄像头。

在长期使用中发现这种把二者融合的方法可以有效的确定重要设备的运行状态，并且在事故发生前可以有足够的时间来进行处理、安排；避免了之前由于事故发生而引起的忙乱，而错失解决的最佳时机。

参考文献

[1]纪鹏之，梁笃国．网络视频监控的发展和应用[J]．人民公安，2008(3)：56-57．

[2]朱锦坤.Visual Basic 6.0多媒体及因特网应用[M].北京：清华大学出版社，1999.

(收稿日期2015-12-02)

麻云(1981—)，男，工程师， 210041 江苏省南京市雨花台区西善桥。