专利名称：一种对大型设备进行远程监测诊断的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对大型设备进行远程监测诊断的方法及系统，属于远程监测诊断领域。
背景技术：
大型机械设备(物料搬运设备、机械工程设备、矿山设备等)监测诊断的模式经历了从单机监测诊断到分布式监测诊断，再到基于网络的远程监测诊断这样一个发展历程。 近年来，随着hternet通讯技术和无线网络的迅猛发展，人们开始研究和实践远程故障诊断方法，其中如何实现大范围分布式应用中，各种现场数据的传输处理、远程控制，及现场设备的远程维护都是人们很关心的问题。但是目前的远程监测诊断模式，其通讯数据的传输速率较低，实时性不好，且数据容易被^ternet非法用户获取，安全性不高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种对大型设备进行远程监测诊断的方法及系统，它能提高通讯数据的传输速率，增强数据传输的安全性。为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，包括以下步骤SLPLC控制器对采集的工程现场的大型设备的运行数据进行分析，并将数据通过 3G无线网络传输到因特网；S2，监控中心平台通过VPN路由器和VPN防火墙与PLC控制器建立信息安全通道；S3，监控中心平台分析处理通过信息安全通道传输的数据，并对大型设备进行监测、诊断；S4, PLC控制器根据监控中心平台返回的检测、诊断结果对大型设备进行控制。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法中，所述信息安全通道对传输数据进行加密以及对请求接收数据的用户的身份进行验证。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法中，所述大型设备包括物料搬运设备、机械工程设备和矿山设备。具体包括港口装卸及物料输送设备卸船机、岸桥、斗轮堆取料机、装船机、圆形堆取料机、翻车机、露天矿排土设备排土机、转载机等。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法中，所述大型设备的运行数据包括设备主机构运行的电流、电压、频率、功率等参数，以及控制系统的报警信息、操作记录等数据。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法中，所述监控中心平台还对经过分析处理的数据进行存储。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法中，所述步骤S3中监控中心平台对大型设备进行监测、诊断包括设备管理、设备监控、设备运行统计、地图系统、报警管理、报表、权限控制、网络管理和机器维护记录。实现前述方法的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统，包括顺次连接的工程现场和监控中心平台，工程现场包括顺次连接的大型设备、输入输出信号采集器、带以太网模块的PLC控制器和3G无线路由器，监控中心平台包括顺次连接的VPN防火墙、VPN路由器和监控中心客户端，3G无线路由器连接VPN防火墙。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统中，所述大型设备包括物料搬运设备、机械工程设备、矿山设备。具体包括港口装卸及物料输送设备卸船机、岸桥、斗轮堆取料机、装船机、圆形堆取料机、翻车机；包括露天矿排土设备排土机、转载机等。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统中，PLC控制器可以采用各主流品牌公司的 PLC 系统，例如 AB、SIEMENS、ABB、SCHNEIDER、GE 等。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统中，3G无线路由器采用高性能的 ARM9处理器和完善的软硬件看门狗机制，内置10/100MbpS以太网接口，具有2. 5G/3G联网功能，支持GPRS/EDGE/WCDMA、CDMA lx/EVDO、TD-SCDMA制式(不同网络，不同型号)，可接入全世界大部分的移动运营商网络；具有VPN功能，支持IPkc VPN，便于监控中心直接访问大型设备、PLC控制器和3G无线路由器组成的工程现场网络。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统中，VPN防火墙是协助确保信息安全的设备，会依照特定的规则，允许或者限制传输的数据通过，支持具有hternet服务特性的企业内部网络技术体系VPN(虚拟专用网)，可以是一台专属的硬件，也可以是架设在一般硬件上的一套软件。前述的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统中，所述监控中心平台还包括与监控中心客户端连接的监控中心数据服务器，用于存储监控中心平台分析处理后的数据。
与现有技术相比，本发明中，现场大型设备与PLC控制器采用网线连接，并采用3G 无线路由的方式向监控中心发送输入输出采集设备采集的设备运行数据，不需要铺设信号传输线缆，只要3G无线网络覆盖到的地方都可以实现通过统一的监控中心管理平台对处于单机运行状态的大型设备进行远程监测诊断服务，可以很好的解决通讯数据传输速率限制以及设备工艺限制，传输速率相比传统的GPRS技术提高了 50%。在监控中心平台前端设置VPN路由器和VPN防火墙，VPN(虚拟专用网)采用加密及身份验证等安全技术，保证连接用户的可靠性及传输数据的安全和保密性，防止 hternet非法用户获取设备数据，3G终端大多硬件设计较为普通，VPN加解密过程需要较高的处理能力，如何保证在3G设备灵活性的基础上，实现高电磁兼容性、高温度范围以及高加解密性能，就成为了路由器设计的难点，本技术方案中的3G无线路由器采用高性能的 ARM9处理器，通过完善的软硬件看门狗机制，保证了设备VPN协议的稳定运行，最大限度地提升了设备的加解密速度，尽可能地降低了加密后产生的多余延迟，使得链路在稳定的基础上实现了加密，保证与设备PLC控制器系统的无缝链接，使数据传输的安全性提高了 30%。在传输数据同时远程控制现场设备的过程中，可以通过分析接收的数据而得出设备普遍存在的问题，在设计阶段进行修改，达到设备精益求精的目的，减少了现场对设备监控维护的工作人员数量及工作量，提高了人力资源的利用率。
图1是本发明的一种实施例的结构示意图；图2是本发明的一种实施例的工作原理流程图。附图标记1-工程现场，2-监控中心平台，3-大型设备，4-输入输出信号采集器， 5-PLC控制器，6-3G无线路由器，7-VPN防火墙，8-VPN路由器，9-监控中心客户端，10-监控中心数据服务器。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式
具体实施例方式一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，包括以下步骤S1， PLC控制器对采集的工程现场的大型设备的运行数据进行分析，并将数据通过3G无线网络传输到因特网；S2，监控中心平台通过VPN路由器和VPN防火墙与PLC控制器建立信息安全通道；S3，监控中心平台分析处理通过信息安全通道传输的数据，并对大型设备进行监测、诊断；S4, PLC控制器根据监控中心平台返回的检测、诊断结果对大型设备进行控制。所述信息安全通道对传输数据进行加密以及对请求接收数据的用户的身份进行验证。所述大型设备包括物料搬运设备、机械工程设备和矿山设备。具体包括港口装卸及物料输送设备卸船机、岸桥、斗轮堆取料机、装船机、圆形堆取料机、翻车机、露天矿排土设备排土机、转载机等。所述大型设备的运行数据包括设备主机构运行的电流、电压、频率、功率等参数， 以及控制系统的报警信息、操作记录等数据。所述监控中心平台还对经过分析处理的数据进行存储。所述步骤S3中监控中心平台对大型设备进行监测、诊断包括设备管理、设备监控、设备运行统计、地图系统、报警管理、报表、权限控制、网络管理和机器维护记录。其中，监控中心平台界面采用B/S结构方式，可通过浏览器打开，并且可支持多客户端同时打开WEB界面访问系统；支持GIS地图显示功能，此地图支持缩放功能，并在此界面上可以显示各个现场重工装备的工作状态，如“在线”、“离线”、“实时数据”、“运行日志” 等状态，方便用户直观了解到设备都分布在哪些区域。可在线动态添加设备，通过选择相对应的机型完成数据采集规则(包括数据传输规则以及报警规则)，用户可以通过添加、删除、修改、查询等方式操作数据采集规则。故障报警(1)大型设备在运行时会产生相关的报警信息，当产生报警信息后，工业级智能网关会将报警信息传送到监控中心平台，平台接受到报警信息后会提示相关权限人员，及时将设备的报警信息提示给管理员；( 相关报警信息会在平台显示，并且提示 “设备类型信息、报警内容信息、故障信息”等内容，便于用户及时作出响应，同时会以短信和邮件的方式通知相关设备管理员和维护工程师；C3)远程监控维护平台会将相关的报警信息存储在监控中心数据服务器中，便于用户历史查询以及数据统计分析等功能，用户可以根据自己的需求按时间方式查询。
远程维护监控中心平台为用户直接维护现场大型设备的PLC控制器设备提供维护通道链路，使得维护工程师通过网络接入监控中心平台，和现场的大型设备建立维护通道，从而实现远程调试、修改、查询现场重工装备相关数据，通过平台可以在线调用PLC控制器程序及设计图纸等，维护工程师在维护之后需要提交维护信息记录。监控中心平台可以实时接收现场大型设备上传的数据信息，并在平台通过多种方式显示，用户能够直观的了解到设备的运行状态。维护工程师通过准实时数据能够判断出现场设备运行的状态，有效的监控设备。列出如下需要显示的运行状态(1)实时显示设备各机构的运行、停止状态，并能在数据库中查询到开始运行时刻及此次运行的总时间；(2)实时显示必要机构电机的电流值，并能在数据库中查询到历史的数值，同时能生成趋势图；(3)实时显示一些拉力值，并能在数据库中查询到历史数值，同时能生成趋势图；(4)实时显示各个角度值，并能在数据库中查询到历史数值，同时能生成趋势图；(5)实时显示某些重要开关的合、分状态，并能在数据库中查询到每次的合分闸时刻。用户可以根据自己的实际需求定义报表功能。用户可以根据时间来查询数据库中所需要的报表信息，以及系统可以提供生成Microsoft Office Excel工作表或者PDF等格式文件供用户下载，统计报表可以使用户能够更清楚的了解到设备在使用的数据信息。实现前述方法的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统，其结构示意图如图1 所示，包括顺次连接的工程现场1和监控中心平台2，工程现场1包括顺次连接的大型设备3、输入输出信号采集器4、带以太网模块的PLC控制器5和3G无线路由器6，监控中心平台2包括顺次连接的VPN防火墙7、VPN路由器8和监控中心客户端9，3G无线路由器6连接VPN防火墙7。现场大型设备3包括物料搬运设备、机械工程设备、矿山设备。具体包括港口装卸及物料输送设备卸船机、岸桥、斗轮堆取料机、装船机、圆形堆取料机、翻车机；包括露天矿排土设备排土机、转载机等。PLC控制器5可以采用各主流品牌公司的PLC系统，例如AB、SIEMENS、ABB、 SCHNEIDER、GE 等。3G无线路由器6采用高性能的ARM9处理器和完善的软硬件看门狗机制，内置 10/100Mbps 以太网接口，具有 2. 5G/3G 联网功能，支持 GTOS/EDGE/WCDMA、CDMAl x/EVD0, TD-SCDMA制式(不同网络，不同型号)，可接入全世界大部分的移动运营商网络；具有VPN 功能，支持IPkc VPN，便于监控中心直接访问大型设备3、PLC控制器5和3G无线路由器6 组成的工程现场网络。VPN防火墙7是协助确保信息安全的设备，会依照特定的规则，允许或者限制传输的数据通过，支持具有hternet服务特性的企业内部网络技术体系VPN(虚拟专用网)，可以是一台专属的硬件，也可以是架设在一般硬件上的一套软件。VPN防火墙7的硬件采用 Cisco ASA 5510。所述监控中心平台2还包括与监控中心客户端9连接的监控中心数据服务器10， 用于存储监控中心平台2分析处理后的数据。
本发明的一种实施例的工作原理(如图2所示)当工程现场的大型设备3工作运行时，PLC控制器5控制输入输出信号采集器4 采集大型设备3的运行数据，并对采集数据进行分析，将数据通过3G无线网络传输到因特网；PLC控制器5通过VPN路由器8和VPN防火墙7与监控中心平台1建立信息安全通道， PLC控制器5通过该信息安全通道加密数据并传输给监控中心平台1 ；监控中心客户端9上的登录用户要想接收数据，必须经过信息安全通道的用户身份认证，只有认证成功，才能接收数据；设于监控中心客户端9上的监控软件分析处理接收数据，对大型设备3进行监测、 诊断并返回给PLC控制器5，监控中心数据服务器10存储分析处理后的数据；PLC控制器5 根据监控中心平台1返回的检测、诊断结果对大型设备3进行控制。
权利要求
1.一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，其特征在于，包括以下步骤Si，PLC控制器对采集的工程现场的大型设备的运行数据进行分析，并将数据通过3G 无线网络传输到因特网；S2，监控中心平台通过VPN路由器和VPN防火墙与PLC控制器建立信息安全通道；S3，监控中心平台分析处理通过信息安全通道传输的数据，并对大型设备进行监测、诊断；S4, PLC控制器根据监控中心平台返回的检测、诊断结果对大型设备进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，其特征在于所述信息安全通道对传输数据进行加密以及对请求接收数据的用户的身份进行验证。
3.根据权利要求1所述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，其特征在于所述大型设备包括物料搬运设备、机械工程设备和矿山设备。
4.根据权利要求1所述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，其特征在于所述大型设备的运行数据包括设备主机构运行的电流、电压、频率、功率参数，以及控制系统的报警信息、操作记录数据。
5.根据权利要求1所述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，其特征在于所述监控中心平台还对经过分析处理的数据进行存储。
6.根据权利要求1所述的一种对大型设备进行远程监测诊断的方法，其特征在于，所述步骤S3中监控中心平台对大型设备进行监测、诊断包括设备管理、设备监控、设备运行统计、地图系统、报警管理、报表、权限控制、网络管理和机器维护记录。
7.实现权利要求1 6所述方法的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统，其特征在于，包括无缝连接的工程现场(1)和监控中心平台0)，工程现场(1)包括顺次连接的大型设备(3)、输入输出信号采集器(4)、PLC控制器(5)和3G无线路由器(6)，监控中心平台⑵包括顺次连接的VPN防火墙(7)、VPN路由器⑶和监控中心客户端(9)，3G无线路由器(6)连接VPN防火墙(7)。
8.根据权利要求7所述的一种对大型设备进行远程监测诊断的系统，其特征在于所述监控中心平台(2)还包括与监控中心客户端(9)连接的监控中心数据服务器(10)，用于存储监控中心平台( 分析处理后的数据。
全文摘要
本发明公开了一种对大型设备进行远程监测诊断的方法及系统，所述方法包括以下步骤S1，PLC控制器对采集的工程现场的大型设备的运行数据进行分析，并将数据通过3G无线网络传输到因特网；S2，监控中心平台通过VPN路由器和VPN防火墙与PLC控制器建立信息安全通道；S3，监控中心平台分析处理通过信息安全通道传输的数据，并对大型设备进行监测、诊断；S4，PLC控制器根据监控中心平台返回的检测、诊断结果对大型设备进行控制。本发明能提高通讯数据的传输速率，增强数据传输的安全性。
文档编号G05B19/418GK102393715SQ201110344440
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者任改运, 叶阜, 周铁梁, 张起伟, 李波, 杨涛, 梅迎春, 陈凤香, 陈超 申请人:华电重工股份有限公司