一种设备远程监测及分析系统的制作方法

本发明涉及一种设备远程监测及分析系统，应用于静态无功补偿、动态无功补偿、串补、电力调度、能源管控等系统和设备的远程诊断与分析。

背景技术：

随着静态无功补偿、动态无功补偿、融冰、串补等设备的广泛应用，设备的后期维护量也越来越多。由于不同客户的运维能力不同，不少设备只有在发生故障后才去查找原因，而不能在故障前预警并处理。故障的处理往往需要到现场搜集各种资料进行分析，大大浪费了时间和资金。同样，在电力调度、能源管控等多个现场也存在运行几年后因为磁盘空间、硬件故障等导致系统故障的问题。为了解决这个问题，建立各运行设备和系统的远程监测平台，远程监测各系统和设备的运行情况，评估各系统和设备的健康度，提前处理系统隐患，提升技术支持的能力，节省维护成本。

云技术、无线技术、手机APP的发展为远程维护提供了丰富的方法和手段，本发明基于这些新的自动化技术手段，针对静态无功补偿、动态无功补偿、融冰、串补等设备和电力调度、能源管控等系统的运维需求，提出了远程监测和分析系统的详细方法和功能。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种设备远程监测及分析系统，采用自动化通信技术，实现远程对设备运行信息的监测、分析和处理，并通过有效的安全隔离手段，保证了现场设备的安全。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种设备远程监测及分析系统，包括远程监测分析平台、安全网关和子站侍服系统，其中，子站侍服软件用于实现现场设备数据的收集，并上送到安全网关；安全网关部署在设备侧，与远程监测分析平台进行通讯，实现数据从现场设备到远程监测分析平台的安全传输和硬隔离。

上述安全网关支持有线和无线与远程监测分析平台连接，其中无线采用4G LTE安全网络。

上述安全网关采用双控制器架构，控制器独立运行，控制器间通过高速串行数据总线，采用动态密钥方式进行数据交互。

上述远程监测分析平台与安全网关通讯时，遥测和遥信数据采用周期上送方式，告警数据采用实时上送方式，现场波形文件、画面抓图、以及下发的命令采用随机触发方式。

上述现场设备发生故障后，远程监测分析平台通过安全网关调阅现场波形及现场画面数据，分析故障并记录存档。

上述远程监测分析平台获取现场波形数据通过两步完成，先获取指定时间范围内的波形文件列表，再根据波形文件列表，获取指定的波形文件。

上述远程监测分析平台获取现场波形数据的具体过程是：远程监测分析平台把设备号和需要查询的波形文件起始时间通过TCP报文方式发送到安全网关，安全网关接收到该信息，组装成文件后传送到子站侍服软件；子站侍服软件根据文件内容，获取起始时间范围内的波形文件名称列表，并将文件名列表组成文件，上送到安全网关，安全网关再将文件上送到远程监测分析平台；远程监测分析平台解析该文件并展示波形文件清单，根据选择的波形文件名，下发获取该文件指令到安全网关；安全网关再次将该命令组装成文件传送到子站侍服软件；子站侍服软件找到指定文件，并上送该波形文件到安全网关，安全网关再将文件上送到远程监测分析平台。

上述远程监测分析平台获取现场画面的具体过程是：远程监测分析平台下发获取现场画面指令到安全网关，安全网关将命令组装成文件转发到子站侍服软件；子站侍服软件抓取配置的实时画面，以文件方式打包，并上送到安全网关；安全网关再将文件上送到远程监测分析平台。

采用上述方案后，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供了一种设备远程监测及分析系统，通过本发明，便于静态无功补偿、动态无功补偿、串补等设备和系统的远程运维和故障处理；

(2)本发明采用安全网关隔离，有效保护设备侧安全；

(3)本发明解决了故障发生前后暂态数据的传输问题，便于故障的处理。

附图说明

图1是本发明的网络架构图；

图2是本发明的软件平台架构示意图；

图3是本发明中波形文件传输流程图；

图4是本发明中现场画面传输流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种设备远程监测及分析系统，包括远程监测分析平台、安全网关和子站侍服系统，下面分别介绍。

远程监测分析平台包含有云端服务器、防火墙及远程监测分析软件，可实现现场设备运行情况实时监测，评估该类设备的健康度，提前处理设备隐患，并能在故障发生后，调阅现场波形及现场画面数据，分析故障并记录存档。

安全网关为嵌入式通讯设备，实现数据从现场设备到远程监测分析平台的安全传输和硬隔离。安全网关支持有线和无线与远程监测分析平台连接，其中无线采用4G LTE安全网络。所述安全网关采用双控制器架构，控制器独立运行，控制器间通过高速串行数据总线，采用动态密钥方式进行数据交互。安全网关采用两套独立运行的控制器和主板，控制器之间采用串口建立高速通讯管道,双向数据交互采用动态密钥进行数据安全控制,保证了安全网关两端系统的隔离。

子站侍服软件用于实现现场设备数据的收集，并上送到安全网关。

所述远程监测分析平台通过Internet网与部署在设备侧安全网关进行通讯，遥测和遥信数据采用周期上送方式，告警数据采用实时上送方式，现场波形文件、画面抓图、以及下发的命令采用随机触发方式；远程监测分析平台获取现场波形数据通过两步完成，即先获取指定时间范围内的波形文件列表，再根据波形文件列表，获取指定的波形文件，获取波形文件的流程如图2所示，在设备远程监测分析系统选中指定设备，输入需要查询的波形文件起始时间，系统把设备号和起始时间通过TCP报文方式发送到安全网关，安全网关接收到该信息，组装成文件后传送到子站侍服软件。子站侍服软件根据文件内容，获取起始时间范围内的波形文件名称列表，并将文件名列表组成文件，上送到安全网关，安全网关再将文件上送到远程监测分析系统。远程监测分析系统解析该文件并展示波形文件清单，根据选择的波形文件名，下发获取该文件指令到安全网关。安全网关再次将该命令组装成文件传送到子站侍服软件。子站侍服软件找到指定文件，并上送该波形文件到安全网关，安全网关再将文件上送到远程监测分析系统。

远程获取现场设备监控后台实时画面，以图片方式上送到远程监测分析平台，获取现场画面流程如图3所示，在设备远程监测分析系统指定设备，下发获取现场画面指令到安全网关，安全网关将命令组装成文件转发到子站侍服软件。子站侍服软件抓取配置的实时画面，以文件方式打包，并上送到安全网关。安全网关再将文件上送到远程监测分析系统进行展示。

如图2所示，本发明采用Sophic软件平台作为系统基础平台，包括有设备的实时监控和预警、智能故障诊断、设备智能管家以及用户交流四个方面功能。实时监控和预警功能包括：实现与现场设备的数据采集和处理；通过画面展示现场设备的实时运行数据。包括模拟量和状态量；对现场的关键设备越限或非正常变位进行报警，推送到手机端、钉钉、邮件。智能故障诊断功能包括：根据故障时相关信息，依据相应的模型，给出初步处理方案；获取现场的波形，并可以浏览波形；故障处理完形成相应的故障报告，统一归档；可以按照用户、设备型号、程序版本等多种方式查询和统计故障情况。设备智能管家功能包括：建立设备管理信息库。包括设备的型号、程序版本、用户信息等；设备健康度评估。定期对用户的设备进行巡检，形成安全评估报告；设备运行情况分类统计。可以按照产品型号、设备状态等分类查询；设备维修记录查询；设备的实时数据、历史数据、设备信息、维修记录、健康评估记录等综合信息关联查询。用户交流功能包括：用户管理；用户信息反馈；知识交流；业务推广。

本发明在具体实施时，远程监测分析平台配置至少3台服务器(商业云平台提供的虚拟服务器)，2台SCADA服务器，1台WEB服务器。SCADA服务器采用1主1热备冗余模式组成数据采集服务器集群，专门负责对下通信。1台WEB服务器负责提供WEB数据查询和操作。设备侧部署一台安全网关，安全网关包括对下和对上两部分,对下由一个控制器负责与现场设备后台上部署子站侍服软件通讯，对上由另外一个控制器与设备远程监测和分析系统平台通信。安全网关对上支持GPRS/3G/4G无线网络和有线网络通讯。在设备侧的后台上部署子站侍服软件，负责获取现场各种数据信息。

通过WEB浏览器或者手机APP登陆设备远程监测分析平台，可以获取现场的数据变化情况、历史曲线。当故障发生时，系统主动推送告警数据。用户可以向现场调阅波形文件进行察看和分析，并可以抓取实时现场画面进行确认和分析。

本发明通过三级分层架构，实现了远程对设备运行信息的监测和处理，并通过有效的安全隔离手段，保证了现场设备的安全。此系统可以广泛应用到静态无功补偿装置、动态无功补偿装置等多种设备的远程监视。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。