一種基于WebAccess的建筑電氣實訓案例設計

魏利勝 王 寧 郭雨辰

（安徽工程大學電氣工程學院，安徽 蕪湖241000）

0 引言

現如今，大型樓宇建筑結構龐大，功能復雜，而隨著愈來愈多的人口流動到城市，發生在生活或商業建筑內的火災也愈發頻繁，這些險情會給社會造成無法預計的損失[1]。但隨著科學技術的進步，遠程監測系統在效率、靈活性和適用范圍上都有著很大的優勢。

遠程實時監控是指操作人員可以在監控中心的計算機上，在網絡另一端來監測位于遠端監控區域內的設備，采集遠端監控區域內的數據、監測和維護網絡設施[3]。美國的研究人員提出基于B/S模式一種實驗模型，工程人員在瀏覽器終端上，就可以高效快捷地遠程監控其實驗室的工作狀況[4]。南澳大學也開展了基于B/S模式的監控系統的深入開發，并且開發了基于此模式的數控中心遠程監測系統，系統通過網絡，以瀏覽器為工具進行監測加工中心的運行狀況。

隨著不同組態軟件的誕生，開發人員新研發的控制系統比傳統類型的同類產品多了面向廣、智能程度高以及高度集散的優點。而正是由于網絡技術的高速發展，科研人員也為實時網絡監控技術構建出一個新型的遠程監控系統，這種新生的網絡結構，也已被行業眾多設計人員所認可并采用，本文擬設計基于WebAccess的消防安全遠程網絡監控系統，以創建一個結合目前市場上諸多先進技術的新型監測系統，為建筑電氣專業學生提供一生產實習案例。

1 遠程消防監測系統總體方案設計

結合了我國城市建筑的現狀后，基于WebAccess的消防安全監測系統主要遵循以下幾個原則[5]：首先，整個系統應具有安全、高效、設計成本低等特點，消防安全監測系統應對所監控的區域實行統一的監控與管理，在出現火災情況時及時反應；其次，系統在軟件和硬件等方面均應考慮安全性，由于火災是極其危險的災情，使用的硬件設備應達到國家要求的消防等級，而在軟件方面應使用高質量的計算機設備、通信設備和數據收集終端，以保證系統在極端高溫條件下安全運行；最后，系統在結構上應有良好的擴展性，確保當區域空間、數量和布局上發生變化的時候，不需要重新編寫軟件，僅僅做出適當的修改整理便能達到目標效果。遠程消防安全監測系統組成如圖1所示。

圖1 中整個系統設計的主要內容分為數據通信和遠程監控兩個方面，其中數據通信方面中包括室內溫度采集、圖像采集及數據傳輸和處理[6]，室內溫度通過溫度探測器與主控制器采集，圖像采集主要是應用OpenCV通過攝像頭收集各種圖像信號，通過RTP/RTCP協議傳輸數據，發送到遠程監控系統。遠程監控系統由監控中心的WebAccess和Web客戶端組成，通過客戶端的實時監控系統可以實時了解各區域內的數據變化。

圖1 遠程消防安全監測系統示意圖

遠程消防監測系統硬件配置主要包括以下方面[7]：

（1）工程節點和監控節點：本系統將工程節點安裝在已安裝Advantech WebAccess軟件的MacBook Pro筆記本電腦上，配置為Intel CORE i5處理器，操作系統為Win10，為其設定固定的IP地址。

（2）前端視頻采集：前端部分的采集設備為攝像機主體和云臺，負責采集實時圖像；傳輸部分使用普通電纜；控制部分以Web客戶端為主要核心，每一部分以視頻監控為主要任務，最終在客戶端上進行輸出，經過處理后進行顯示。

（3）點型感溫探測器：采用海灣JTW-ZCD-G3N感溫火災探測器，其可在-10～+55℃溫度范圍內工作，適用于火情初階段的監測。

（4）傳輸協議設定：由于本監測系統要求對室內進行視頻圖像采集，所以對傳輸的實時性有著很高的要求，系統采用RTP協議，并以RTCP協議作為輔助，可以快速高質量地傳輸視頻圖片數據。

（5）下位機配置：首先，為了將消防安全監測系統工程的建立在本地計算機上，安裝好WebAccess后，點擊右下方紅色電腦按鈕，選擇“工程首頁”進入組態軟件WebAccess首頁；其次，新建工程節點，工程名可以是除了下劃線的任何字符，將此工程節定名為“firesecurity”，完成工程的創建；然后，添加監控節點，在新建工程界面上選擇“配置”，進入工程節點界面，選擇“添加監控節點”，系統界面跳轉后進入“建立新的監控節點”界面，輸入節點名稱，同時添加通訊端口；最后，設置I/O點，在設備屬性設置界面中選擇“添加點”按鈕，跳轉至界面，在此界面中可添加數字量點和模擬量點，控制器用于采集點型感溫探測器傳回的實時溫度數據，并將其處理完畢后上傳回上位機。

上位機組態工作建立在工程節點上，具體步驟為：（1）建立消防遠程監測系統工程節點，并對上位機各部分進行設置；（2）設置系統畫面，其中包括歡迎登錄畫面，溫度數據顯示畫面，視頻畫面，趨勢畫面以及數據報表等，初步繪制畫面后，再配置連接數據；（3）設置不同畫面的不同功能，包括：①在溫度數據畫面中，主要是監控區域的溫度動態顯示，以及畫面跳轉功能；②在攝像監控畫面中，顯示監控區域燃燒情況；③本系統利用WebAccess自帶的文件圖表，搭配采集器采集到的數據，來繪制各個圖表；（4）調試完成后的系統，啟動節點，開始監控，線上調試及修改，完成整個系統的后期工作。

系統上位機設計主要包括：系統歡迎/登錄界面、消防安全監控主界面、實時趨勢畫面以及報警自動彈窗等。在繪圖界面（DrawDAQ）中制作系統歡迎/登錄界面，分別保存為“welcome.lld”和“login.lld”。啟動系統后，點擊登錄界面，進入消防安全監控主頁面，監控畫面實時顯示監控區域的溫度，并以溫度計的畫面形象地展示出來。在主界面中添加文本“室內溫度”文本待顯示項，選中“動畫設置”，在設置文本框中，將選中的文本待顯示項與系統控制點“ADAM-5510”建立鏈接，動畫類型選擇“C-文本”。為了更直觀地顯示出溫度值，增添主界面的生動豐富，本系統在主界面上添加了溫度計的動畫表示，在“dsm”文件夾的圖例庫中，選擇合適的溫度計圖例“$meter03”，設置關聯點“ADAM-5510”，選中溫度計，點擊“動畫”，選中“直方↑”。然后，進入“添加攝像”界面，輸入攝像名稱“hikvision”，將攝像機的地址信息更新到節點，返回攝像界面，點擊“更新”按鈕，系統自動生成攝像機的識別地址。打開繪圖界面（DrawDAQ），選中上方“動態”菜單，選擇“攝像顯示”，在對話框中輸入攝像機名稱“hikvision”，將攝像機地址粘貼到“攝像”那一欄，點擊“確認”按鈕后，就可以在主頁面查看到實時攝像畫面，如圖2所示。

在繪圖界面（DrawDAQ）中，選中上方“文件”菜單，選中“打開DRW”，輸入“dlogtrd.dxx”，打開系統自帶折線圖，點擊上方“動態”菜單，選擇“實時趨勢”，依次設定好12個趨勢點，繪制好后，選擇工具欄上的“動畫”以添加最值文本框，設置最高和最低點，由于現場情況復雜，最初設定的極限量程需要有所變化。然后繼續點擊“動畫”按鈕，設置兩個不同的時間點。將繪制好的趨勢圖保存為.bgr和.drw文件，保存畫面，如圖3所示。

圖2 預覽系統主界面

圖3 記錄趨勢圖

創建報警自動彈窗時，打開繪圖界面（DrawDAQ），繪制彈窗界面，添加文本報警內容，繪制好后，點擊字符，選擇上欄中的“動畫”，選擇“C-文本”，輸入點，描述無法被確定的報警信息。輸入文字，點擊上方“動態”，選擇“按鈕”，進入編輯界面后，填寫向下的指令，點擊上方“工具”，選中“腳本文件”，打開“腳本設定”，寫入文件名“AlarmACK”，選擇“宏指令文件”，輸入宏指令文“AlarmALTF4”，輸入宏指令文件內容，同時選擇“設置圖標參數”，在“運行時”中輸入：AlarmPopuopClose.scr。最后，點擊上方“工具”，選擇“腳本文件”，創建自動彈出窗口腳本文件，如圖4所示。

圖4 報警彈窗界面

2 結論

本文所設計的建筑電氣專業消防安全監測系統生產實習案例，以WebAccess為構建平臺，將監控節點與各下位機硬件組合在一起，借助WebAccess自帶的實時趨勢、報表、報警以及視頻監控的功能，并將這些功能組建到系統之中，滿足用戶直觀地了解現場情況，為高層建筑的安全性提供了有力的支持和保障。