1、引言
現(xiàn)代大工業(yè)的發(fā)展使得工業(yè)控制設備變得越來越復雜,自動化程度越來越高。由于自動控制的故障引起的生產(chǎn)停頓造成的損失是巨大的,而生產(chǎn)企業(yè)的維護能力有限,迫切需要建立起遠程實時監(jiān)測和診斷系統(tǒng),由設備提供商、企業(yè)技術人員和行業(yè)專家共同實現(xiàn)及時、準確的預防和診斷設備故障。 隨著信息時代的到來,Internet的發(fā)展為各行各業(yè)帶來了全新的理念,把遠程診斷的概念提高到了一個新的層次,已經(jīng)把生產(chǎn)企業(yè)、科研機構、設備供應商三者更加緊密地結合在一起,對遠程診斷的研究具有重要的現(xiàn)實意義: (1) 提供更大范圍的資源共享,避免了重復開發(fā); 2、設備故障遠程監(jiān)測與診斷 設備故障遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)采用若干臺中心計算機作為故障診斷服務器, 在設備的關鍵位置上建立狀態(tài)觀測點,通過在觀測點上永久安裝的傳感器獲取設備的實時工作狀態(tài)信息, 經(jīng)過信號預處理、A/D 轉換后輸入本地監(jiān)測計算機,然后對信號進行處理,實現(xiàn)連續(xù)實時地采集設備狀態(tài)數(shù)據(jù),而在技術力量較強的科研院所、大學、設備供應商建立遠程分析診斷中心, 為設備提供遠程技術支持和保障。通過網(wǎng)絡將觀測點連接成一個復雜的監(jiān)測網(wǎng), 任何一個監(jiān)測系統(tǒng)都可以提出請求服務的要求, 在異地的診斷服務中心接到請求服務的信息后, 可以提供各種服務,并返回診斷結果。同時, 遠程的服務中心也可以從網(wǎng)上直接獲取目前各觀測點的狀態(tài)信號、歷史數(shù)據(jù)以及本地診斷的結果, 從而形成一個完整的監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)異?,F(xiàn)象, 可以在短時間內(nèi)調動互連網(wǎng)內(nèi)的所有診斷資源, 實現(xiàn)對設備的早期損傷診斷和及時維修,使設備安全使用。 計算機技術的發(fā)展把數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計思想提升到了一個新的高度,采用虛擬儀器技術提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可擴展性和可重用性。通過Internet技術,把傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)遠程化,實現(xiàn)更大范圍的資源共享。 3、實現(xiàn)方式 遠程監(jiān)測與故障診斷主要包括診斷知識的表達、診斷知識的獲取及其軟件實現(xiàn)、診斷知識的擴展軟件實現(xiàn)以及如何實現(xiàn)用戶與診斷中心的交互。遠程監(jiān)測與故障診斷在工業(yè)控制的實際應用中,可采用不同形式來實現(xiàn)。主要有點對點型和網(wǎng)絡型。 3.1 點對點型 點對點型遠程監(jiān)測與故障診斷是指通過本地Modem、公用電話網(wǎng)、遠端Modem來監(jiān)測遠端設備,主要有兩種實現(xiàn)方式。 (1) 遠程采集:即通過本地計算機、本地Modem、公用電話網(wǎng)、遠程Modem、遠端的通訊設備(如通訊儀表、通訊模塊等),直接對遠端通訊設備進行遠程監(jiān)控。 (2) 遠程監(jiān)控:即通過本地計算機、本地Modem、公用電話網(wǎng)、遠程Modem、遠程計算機、遠端的通訊設備,通過對遠端計算機進行通訊來檢測、控制、診斷和故障調試。 點對點遠程監(jiān)測簡單實用,設備要求少,在遠程監(jiān)測時,只要企業(yè)提供公用電話線即可,設備供應商就可通過特定的軟件對其設備進行監(jiān)測。其缺點是不能實時聯(lián)接,數(shù)據(jù)流量小,不能做到資源共享,企業(yè)無法獲取新的診斷方法。 3.2 網(wǎng)絡型 網(wǎng)絡型遠程監(jiān)測與故障診斷是一個開放的分布式系統(tǒng),是一種真正的客戶——服務器模式,可運行在基于TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議的網(wǎng)上,使用戶能夠實現(xiàn)上、下位機以及更多層次的廠級連網(wǎng)。TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議提供了在不同硬件體系結構和操作系統(tǒng)的計算機組成的網(wǎng)絡上進行通信的能力,一臺PC機通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議可以和多個遠程計算機(即遠程節(jié)點)進行通訊。 網(wǎng)絡型遠程監(jiān)測的網(wǎng)絡結構是一種柔性結構,可以將整個應用程序分配給多個服務器,這樣可以提高項目的整體容量結構并改善系統(tǒng)的性能。服務器的分配可以是基于項目中物理設備結構或不同的功能,用戶可以根據(jù)系統(tǒng)需要設立專門的IO服務器、歷史數(shù)據(jù)服務器、報警服務器、登錄服務器和WEB服務器等。 IO服務器:負責進行數(shù)據(jù)采集的站點,將采集的數(shù)據(jù)不斷向網(wǎng)絡上發(fā)布。 報警服務器:存儲報警信息的站點,系統(tǒng)運行時,IO服務器上產(chǎn)生的報警信息將通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街付ǖ膱缶掌魃希?jīng)報警服務器驗證后產(chǎn)生和記錄報警信息 歷史數(shù)據(jù)服務器:與報警服務器一樣,系統(tǒng)運行時,IO服務器上需要記錄的歷史數(shù)據(jù)便被傳送到歷史數(shù)據(jù)服務器站點上,保存起來。 登錄服務器:登錄服務器在整個系統(tǒng)網(wǎng)絡中是唯一的。它擁有網(wǎng)絡中唯一的用戶列表。當用戶在網(wǎng)絡的任何一個站點上登錄時,系統(tǒng)調用該用戶列表,登錄信息被傳送到登錄服務器上,經(jīng)驗證后,產(chǎn)生登錄事件。這樣,保證了整個系統(tǒng)的安全性。 WEB服務器:WEB服務器將IO服務器上數(shù)據(jù)發(fā)布到Internet上,并為用戶提供瀏覽服務的站點。 客戶機:用來訪問指定的IO服務器、報警服務器、歷史數(shù)據(jù)服務器。 該網(wǎng)絡具有Internet模式,是基于瀏覽器/服務器模式的一種新型的客戶/服務器體系結構,采用基于Web Server的三層結構??蛻舳艘酝ㄓ玫臑g覽器為基礎(IE),服務器端由Web服務器及數(shù)據(jù)庫兩層結構組成。Internet是以TCP/IP協(xié)議為基礎,以Web為核心的網(wǎng)絡,服務器端的開放和基于標準的連接方案大大加強了企業(yè)與外部的聯(lián)系,數(shù)據(jù)庫不是直接服務于每個客戶機,而與Web服務器溝通,有利于實現(xiàn)對客戶信息服務的動態(tài)性、實時性和交互性。 4、結束語 總之,遠程監(jiān)測在工業(yè)控制中,以Web技術為核心的網(wǎng)絡型遠程監(jiān)測系統(tǒng)更接近客戶,更接近應用,更有利于網(wǎng)絡的進一步擴展。是當今信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢的主流。同時設備供應商、科研機構通過Web瀏覽獲取的數(shù)據(jù)建立一整套遠程故障診斷系統(tǒng),實時的根據(jù)企業(yè)設備的運行情況,將各種診斷信息反饋到企業(yè),以便企業(yè)及時做出反應,預防故障的發(fā)生。 |
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