堆取料機(jī)遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)的研究

張立建*，劉鐵

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堆取料機(jī)遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)的研究

張立建*，劉鐵

（長春發(fā)電設(shè)備總廠，吉林長春，130000）

堆取料機(jī)作為大型電廠煤場、港口料場常用的大型散料裝卸設(shè)備，現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境經(jīng)常處于高粉塵、高噪音的環(huán)境中，對檢修人員人身健康帶來負(fù)面影響；同時堆取料機(jī)作為大型設(shè)備，由于檢修人員水平參差不齊，可能無法勝任設(shè)備緊急故障處理，而設(shè)備廠家又無法及時到達(dá)現(xiàn)場，從而不能做到現(xiàn)場設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的萬無一失。因此，堆取料機(jī)遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，為用戶和設(shè)備制造商解決了以上難題。

堆取料機(jī)；遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)；3G4G互聯(lián)網(wǎng)

引言

遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)主要應(yīng)用于堆取料機(jī)設(shè)備使用，在設(shè)備發(fā)生電氣故障問題時，用戶現(xiàn)場檢修工程師很難快速高效的解決問題，需要我廠派工程師到現(xiàn)場解決，既浪費(fèi)了時間，而且還給用戶穩(wěn)定高效的工業(yè)生產(chǎn)帶來隱患。

為了滿足用戶對設(shè)備故障的及時分析處理的需求，利用國外智能廠商最新移動互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)總線技術(shù)，開發(fā)了遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)。

1 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)主要有三大部分組成：第一部分是工業(yè)現(xiàn)場采集系統(tǒng)，作用是把現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的可編程控制器的數(shù)據(jù)采集上來，以供遠(yuǎn)程工程師進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)；第二部分遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)，作用是提供給遠(yuǎn)程工程師使用的硬件設(shè)備及軟件平臺，從而達(dá)到千里外工程師能夠猶如親臨現(xiàn)場般的對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；第三部分是智能云報警系統(tǒng)，作用是在工程師不在現(xiàn)場及遠(yuǎn)程監(jiān)控端時，報警系統(tǒng)能夠通過預(yù)設(shè)好的參數(shù)及控制邏輯，對用戶進(jìn)行設(shè)備報警的信息進(jìn)行實(shí)時通知，以便用戶能夠第一時間了解設(shè)備運(yùn)行情況。下面我們進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

圖1 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.1 工業(yè)現(xiàn)場采集系統(tǒng)

工業(yè)現(xiàn)場采集系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)的現(xiàn)場采集端，主要采集現(xiàn)場設(shè)備的各種工業(yè)數(shù)據(jù)。主要包括工業(yè)現(xiàn)場采集鏈路系統(tǒng)和工業(yè)現(xiàn)場采集檢測傳感器系統(tǒng)。

1.1.1 工業(yè)現(xiàn)場采集鏈路系統(tǒng)

堆取料機(jī)一般采用可編程控制器（PLC）進(jìn)行控制，工業(yè)現(xiàn)場采集鏈路系統(tǒng)通過加裝現(xiàn)場設(shè)備系統(tǒng)所應(yīng)用的PLC系列的以太網(wǎng)模塊，再加裝兼用性強(qiáng)的互聯(lián)網(wǎng)鏈路模塊，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的讀取和轉(zhuǎn)換。

互聯(lián)網(wǎng)鏈路模塊通過插接3G4G網(wǎng)SIM卡得以與互聯(lián)網(wǎng)連接，搭建遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)鏈路，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控。同時用戶的檢修工程師也可遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控及維護(hù)。

1.1.2 工業(yè)現(xiàn)場采集檢測傳感器系統(tǒng)

堆取料機(jī)作為大型散料運(yùn)輸設(shè)備，內(nèi)部機(jī)構(gòu)較多，減速機(jī)、大型電機(jī)、推桿裝置、液壓系統(tǒng)等設(shè)備，通過對現(xiàn)場設(shè)備加裝檢測傳感器，例如激光掃描儀對現(xiàn)場物料儲量探測、GPS定位/無線定位堆取料機(jī)的位置、定位編碼器、定位校準(zhǔn)裝置、軸承測溫檢測減速機(jī)電機(jī)的軸承溫度、減速機(jī)震動檢測及電流/電壓檢測傳感器裝置等一系列的檢測傳感器，把檢測信號匯總到互聯(lián)網(wǎng)鏈路模塊中。

1.2 遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總端，主要負(fù)責(zé)對用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。主要包括遠(yuǎn)程在線數(shù)據(jù)處理服務(wù)器和在線數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件平臺。

圖2 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器

圖3 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

1.2.1 遠(yuǎn)程在線數(shù)據(jù)處理服務(wù)器

工業(yè)現(xiàn)場采集系統(tǒng)提供采集上來的數(shù)據(jù)，通過移動互聯(lián)網(wǎng)傳輸至建立在我廠的數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心主要的硬件系統(tǒng)包括固定IP的數(shù)據(jù)服務(wù)器、實(shí)時數(shù)據(jù)顯示屏以及工程師站。

1.2.2 在線數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件平臺

通過采用國內(nèi)知名大學(xué)合作開發(fā)的“遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)平臺”，也是遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理端，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場用戶大數(shù)據(jù)的采集、匯總、處理及顯示功能，能夠?yàn)橛脩舻谝粫r間了解設(shè)備情況提供平臺幫助。

此軟件平臺不但擁有數(shù)據(jù)處理能力，還兼容常用品牌PLC的編程軟件，包括西門子STEP 7、羅克韋爾公司的controllogix5000以及施耐德公司的Unity 8.0等軟件的數(shù)據(jù)對接能力，從而達(dá)到對用戶現(xiàn)有設(shè)備的強(qiáng)大兼容能力。

圖4 在線服務(wù)軟件平臺模式圖

1.3 智能云報警系統(tǒng)

智能云報警系統(tǒng)通過現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，把現(xiàn)場設(shè)備的報警信息傳輸至云端數(shù)據(jù)服務(wù)器，通過云端數(shù)據(jù)服務(wù)器推送至用戶的手機(jī)、平板等移動終端，從而使用戶能夠以最快的速度得知現(xiàn)場設(shè)備的故障信息，為用戶帶來方便快捷的服務(wù)。

1.3.1 數(shù)據(jù)采集板

數(shù)據(jù)采集板通過采集堆取料機(jī)PLC所控制繼電器輸出的開關(guān)量、模擬量，從而達(dá)到數(shù)據(jù)采集的目的；

為了使數(shù)據(jù)采集板的通用性更高，采集板不與PLC發(fā)生通訊關(guān)系，只采集繼電器開關(guān)量和模擬量。

為了使數(shù)據(jù)采集板的可擴(kuò)展性更高，采集板采用模塊化設(shè)計(jì)，即每個模塊有16-32個采集點(diǎn)，可以根據(jù)用戶需求增加采集板數(shù)量以達(dá)到用戶采集點(diǎn)的要求。

圖5 數(shù)據(jù)采集模塊

1.3.2 數(shù)據(jù)處理器

數(shù)據(jù)處理器即我廠開發(fā)的通訊管理機(jī)，帶有無線自組網(wǎng)功能，能夠把2公里內(nèi)的所有箱變（目前支持10臺）組成無線局域網(wǎng)，利用一臺GPRS模塊把數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心；遙信變位和遙測量越限告警實(shí)時主動上傳，3秒內(nèi)上傳到運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，提高系統(tǒng)通訊效率和實(shí)時性；能夠存儲故障發(fā)生點(diǎn)前30分鐘數(shù)據(jù)，為故障分析提供有效數(shù)據(jù)支撐；

圖6 數(shù)據(jù)處理器即通訊管理機(jī)

1.3.3 3G/4G互聯(lián)網(wǎng)交換機(jī)

兼容當(dāng)前主流網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商聯(lián)通、移動、電信流量資費(fèi)卡的交換機(jī)。

交換機(jī)主要作為搭建現(xiàn)場設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接的通道。

交換機(jī)采用現(xiàn)有廠商穩(wěn)定機(jī)型直接應(yīng)用。

1.3.4 云數(shù)據(jù)服務(wù)器平臺

云數(shù)據(jù)服務(wù)器平臺把現(xiàn)場報警信息推送至用戶授權(quán)連接的移動終端上，主要分系統(tǒng)軟件和Web服務(wù)器軟件兩部分：

云數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件處理用戶通過移動終端軟件進(jìn)行登錄訪問用戶的設(shè)備信息。

1.3.5 移動終端APP

移動終端設(shè)備作為目前使用范圍最廣，用戶最易接受的移動設(shè)備，手機(jī)、平板電腦已經(jīng)人手一臺或幾臺，移動終端作為軟件APP的載體，用戶安裝卸載都非常的方便實(shí)用，而且接入網(wǎng)絡(luò)方式的豐富性，決定了手機(jī)及平板電腦用戶能夠在任何場景下對設(shè)備進(jìn)行實(shí)施狀態(tài)的了解及接受信息；我們設(shè)計(jì)的軟件APP為用戶提供注冊、登錄、查看設(shè)備狀態(tài)等功能，例如設(shè)備報警提醒用戶后，用戶可以根據(jù)手機(jī)APP中提示的故障以及故障排查建議來處理現(xiàn)場的故障，故障提醒信息精細(xì)化到故障元器件端子排號，并通過對元器件故障的判斷，為用戶提出元器件故障備件采購意見，從而實(shí)現(xiàn)用戶能夠第一時間采買損壞部件；同時設(shè)備運(yùn)行期間的震動、溫升、電流等數(shù)據(jù)通過手機(jī)APP可以實(shí)時看到監(jiān)控曲線，從而為后期設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性預(yù)判提供可靠的保證。

圖7 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)移動終端顯示畫面

2 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）電氣工程師能快速響應(yīng)用戶需求，在線為用戶診斷故障原因。

（2）由具有多年設(shè)計(jì)、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)在線答疑解惑。

（3）可適應(yīng)各種品牌型號的PLC系統(tǒng)，如SIEMENS、AB、施耐德、GE等。

（4）經(jīng)用戶授權(quán)后方可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接，現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備自帶安全防火墻

（5）當(dāng)堆取料機(jī)發(fā)生故障時，可在第一時間將故障信息發(fā)送到指定的檢修工程師手機(jī)中，提示故障發(fā)生的位置及原因，方便用戶快速檢修。

（6）由用戶指定專業(yè)檢修工程師，并在手機(jī)中安裝我廠開發(fā)并授權(quán)的手機(jī)APP軟件，便可接收故障信息。

（7）故障信息傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)云端服務(wù)器后，系統(tǒng)擁有智能辨別記錄故障發(fā)生的頻率、時間跨度的功能。

（8）智能分析用戶常見故障，并可定期提醒日常檢修中常見易發(fā)故障，向用戶提出中肯的備件準(zhǔn)備計(jì)劃。

3 遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)后應(yīng)用前景

（1）遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在堆取料機(jī)上作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理、為用戶維修設(shè)備提供保障并對設(shè)備的報警信息進(jìn)行提示。

（2）遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)除了為用戶提供報警檢修信息及幫助用戶對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)之外，還可以以最快的速度掌握用戶對設(shè)備的使用習(xí)慣，記錄用戶設(shè)備現(xiàn)場出現(xiàn)的故障歷史，不但可以在此基礎(chǔ)上提高改進(jìn)我廠設(shè)備，而且還能精準(zhǔn)為用戶提供維修備件建議及故障處理意見，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）在當(dāng)下這個大數(shù)據(jù)的時代，得到用戶需求數(shù)據(jù)的企業(yè)得天下，遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)做的不是簡單的一個售后服務(wù)系統(tǒng)，我廠想通過此系統(tǒng)的建立，為用戶提供后續(xù)的有償服務(wù)，來增加企業(yè)的利潤增長點(diǎn)，并且通過我們優(yōu)質(zhì)的服務(wù)加大用戶的粘性。

（4）此系統(tǒng)的外展能力也非常的強(qiáng)，不但可以通過數(shù)據(jù)分析中得到商機(jī)，并且在此系統(tǒng)之上可以深耕細(xì)作的在原有老舊設(shè)備中增加各種檢測系統(tǒng)的銷售，諸如軸承溫度檢測、設(shè)備震動檢測等檢測系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的診斷，為用戶提供更好更細(xì)化的服務(wù)。

4 結(jié)束語

隨著國家對工業(yè)設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化要求的不斷提高，此套遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)可以廣泛的應(yīng)用到各種工況環(huán)境下的工業(yè)設(shè)備中，包括安防、監(jiān)控、用電數(shù)據(jù)采集等諸多領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣闊。各種裝備制造企業(yè)的設(shè)備都可以通過遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)這個平臺進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)+的大數(shù)據(jù)時代。

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Research on Remote Online Service System of Stacker Reclaimer

ZHANG Lijian*, LIU Tie

(Changchun power generation equipment General Factory, Jilin Changchun, 130000, China)

Reclaimer as large power plant coal yard, the port yard commonly used large bulk material handling equipment, running environment of the scene is often in high dust and high noise environment, have a negative impact on personal health; at the same time Reclaimer as large equipment maintenance personnel, due to uneven level may not be qualified for emergency equipment fault handling, and equipment manufacturers can not arrive at the spot, thus cannot achieve stable operation of site equipment no danger of anything going wrong. Therefore, the remote on-line service system of stacker and Reclaimer has come into being and solved the problems for users and equipment manufacturers.

stacker reclaimer;remote online service system;3G4G Internet

張立建, 劉鐵. 堆取料機(jī)遠(yuǎn)程在線服務(wù)系統(tǒng)的研究[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì), 2017, 6(5): 78-80.

ZHANG Lijian, LIU Tie. Research on Remote Online Service System of Stacker Reclaimer[J]. Peak Data Science, 2017, 6(5): 78-80.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.05.032

TP391.44

A

1672-9129(2017)05-0078-03

2017-02-03；

2017-03-05。

張立建（1984-），男，吉林長春，工程師，大學(xué)本科，研究方向：堆取件機(jī)設(shè)計(jì)、開發(fā)及數(shù)字控制技術(shù)。E-mail: 2644035431@qq.com。