遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)探究實(shí)踐

周鵬+陳立云+蔣杏國

摘 要：在工業(yè)領(lǐng)域中，遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，是生產(chǎn)自動(dòng)化、科技化的標(biāo)志。遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)是一種通過互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，通過數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電的遠(yuǎn)程測(cè)控。本文將簡要闡述機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而探究遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置，為遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)提供理論和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程幾點(diǎn)測(cè)控；方案；實(shí)踐

前言：

工業(yè)的生產(chǎn)需要進(jìn)行不間斷的檢測(cè)和保障，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，才能夠提高工業(yè)生產(chǎn)安全環(huán)節(jié)的可靠性。目前遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，研究遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐對(duì)于完善工業(yè)生產(chǎn)體系具有一定的意義。因此對(duì)遠(yuǎn)程機(jī)電的測(cè)控的探究就十分必要了。

一、遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1.客戶機(jī)硬件服務(wù)

C/S系統(tǒng)架構(gòu)即客戶機(jī)模式，其工作過程是將相關(guān)工作請(qǐng)求通過客戶機(jī)前端數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)系統(tǒng)，服務(wù)器通過傳輸數(shù)據(jù)分析得到響應(yīng)，進(jìn)而再提供相應(yīng)的反饋信息。C/S架構(gòu)一般在三臺(tái)以上的機(jī)器之間分配處理任務(wù)。為客戶機(jī)提供主要資源的工作一般都由硬件服務(wù)器提供?？蛻魴C(jī)直接提供用戶接口設(shè)備等。[1]諸如硬件服務(wù)器、打印機(jī)等都是屬于服務(wù)提供方。

2.軟件服務(wù)

一些邏輯功能系統(tǒng)或者軟件系統(tǒng)都屬于遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)的軟件服務(wù)部分。服務(wù)功能和客戶功能也更包含在內(nèi)。遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)的軟件服務(wù)的主要功能是處理客戶請(qǐng)求。系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程服務(wù)器一共遠(yuǎn)程服務(wù)、遠(yuǎn)程調(diào)控、數(shù)據(jù)庫服務(wù)以及程序服務(wù)等等?？蛻糗浖淖饔檬翘幚矸?wù)器軟件遠(yuǎn)程請(qǐng)求服務(wù)。在一般情況下，遠(yuǎn)程機(jī)電測(cè)控系統(tǒng)具有操作方便、功能齊全的優(yōu)點(diǎn)，不過由于客戶機(jī)在工作過程中處于開發(fā)階段，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫服務(wù)性能不理想，在維護(hù)和修理系統(tǒng)方面存在一定的缺陷。所以遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的架構(gòu)還是需要進(jìn)行改變，以克服其存在的缺陷。

3.遠(yuǎn)程測(cè)控B/S構(gòu)架

以2B/S架構(gòu)為主的遠(yuǎn)側(cè)測(cè)控構(gòu)架，即使用瀏覽器，web服務(wù)器等模式，是一種三層次的C/S結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較特殊?；谠摷軜?gòu)的機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控，任何web瀏覽器都屬于客戶服務(wù)程序，而且負(fù)責(zé)接收超文本標(biāo)記語言（HTML），HTML是由web服務(wù)器發(fā)出的?？蛻艚缑婕词莣eb瀏覽器，與一般web瀏覽器一樣，通過URL對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，通過HTML反饋?zhàn)罱K結(jié)果到瀏覽器頁面，進(jìn)而獲取信息。當(dāng)需要數(shù)據(jù)操作服務(wù)和查詢服務(wù)時(shí)，就需要將web服務(wù)器和INTERNET服務(wù)器進(jìn)行整合擴(kuò)展或者是利用網(wǎng)關(guān)截面等技術(shù)，這樣能夠通過更好的服務(wù)器途徑完成服務(wù)請(qǐng)求，之后送入數(shù)據(jù)分析庫進(jìn)行相關(guān)處理。與之前C/S架構(gòu)相比而言，B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程測(cè)控有更多的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在，B/S架構(gòu)使用HTML代碼，只適用于瀏覽器顯示信息，在這種遠(yuǎn)程測(cè)控模式下，不添加系統(tǒng)本身的邏輯架構(gòu)，能夠使客戶端更加有通用性。因此B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)相對(duì)而言更加適用于多個(gè)不同的計(jì)算機(jī)設(shè)備，有較高的通用性。[2]另外B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)操作更加簡易，用戶使用體驗(yàn)更加出色。另外，B/S架構(gòu)遠(yuǎn)程測(cè)控的客戶端是采用web瀏覽器的形式，用戶不需要安裝額外軟件和特殊的編程系統(tǒng)就可以使用，再者，由于B/S架構(gòu)系統(tǒng)擴(kuò)展性較好，功能較多，不需要一些繁瑣的維護(hù)軟件去做日常維護(hù)，在一定程度上節(jié)省了使用成本。除此之外，B/S架構(gòu)具有一定的資源共享能力，因?yàn)樵谶h(yuǎn)程構(gòu)建的軟件開放主要針對(duì)服務(wù)器軟件開發(fā)，能夠使持用不同軟件和硬件系統(tǒng)的客戶端共同使用，有一定的普適性。

二、機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)------以風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)為例

1.設(shè)計(jì)方案

機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要進(jìn)行前期的測(cè)量和規(guī)劃，時(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)工作中的各個(gè)數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)。一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有助于構(gòu)建機(jī)電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。在風(fēng)電機(jī)組中，變槳、偏航和主軸承作位核心零部件。在風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案上，可以采用研華數(shù)據(jù)板卡，通過Visual C++完成了測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上，認(rèn)真選擇設(shè)計(jì)方案。上文提到過目前的機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)是基于web的遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的。因此要明確的一點(diǎn)是該系統(tǒng)主要是由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)‘客戶端系統(tǒng)以及監(jiān)控中心系統(tǒng)等三個(gè)子系統(tǒng)共同構(gòu)成。在設(shè)計(jì)時(shí)，要將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控這個(gè)智能終端用于采集各類數(shù)據(jù)，其次利用web服務(wù)器、信息模塊和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等進(jìn)行監(jiān)控，組成監(jiān)控中心。最后將數(shù)據(jù)模塊通過信息模塊系統(tǒng)進(jìn)行傳輸服務(wù)，用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行儲(chǔ)存，web服務(wù)器主要承擔(dān)的任務(wù)是和用戶進(jìn)行信息交互。

當(dāng)前有很多用戶必須要各個(gè)時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一在線，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須滿足多用戶同時(shí)監(jiān)控的要求。這也是機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。為滿足上述要求，當(dāng)前一般采用多線程異步TCP/IP網(wǎng)絡(luò)套接字[2]。

2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式

風(fēng)電軸承機(jī)的機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳輸控制和高級(jí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議體系，測(cè)控系統(tǒng)作為風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)的核心部分，主要負(fù)責(zé)試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)加載和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。因此需要設(shè)計(jì)一種開放的網(wǎng)絡(luò)通信模型能夠更好地搭建傳輸控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。開放式系統(tǒng)是對(duì)用戶自由開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，能夠使不同的計(jì)算機(jī)和不用的系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)。而且開放系統(tǒng)擁有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)和確保多種通信媒體的正常使用。當(dāng)前，150開放體系結(jié)構(gòu)和TCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在機(jī)電一體化遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用的比較常見。150開放系統(tǒng)包含七層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，層次較多，區(qū)別明顯。150開放系統(tǒng)能夠更加適用于多種設(shè)備的機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控。另外，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集中的屬于中層，通過研究表明，TCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)間協(xié)議在協(xié)議集中是占有重要地位的。因?yàn)閭鬏斂刂茀f(xié)議主要任務(wù)就是提供基本網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序通信連接服務(wù)，而網(wǎng)間協(xié)議為計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的傳輸提供通信服務(wù)。相較于150開放系統(tǒng)的七層網(wǎng)絡(luò)模型，TCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議較為簡單，只有四層。一般來說，在遵循對(duì)等實(shí)體通信的原則之上，TCP的IP層級(jí)結(jié)構(gòu)才能夠被使用。[3]

風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)在遠(yuǎn)程機(jī)電檢測(cè)上的應(yīng)用可以CJ2M型PLC為核心，上位機(jī)可使用Lab VIEW作為主程序，CJM適用性是基于150開放系統(tǒng)之上的，只要通過PID控制原理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定的性，并且利用程序間的循環(huán)嵌套實(shí)現(xiàn)了多階段液壓加載控制，能夠促進(jìn)風(fēng)電機(jī)電檢測(cè)系統(tǒng)完善數(shù)據(jù)的處理功能，提升自動(dòng)化水平高，降低開發(fā)成本。

4 結(jié)論：

總之，機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)在多數(shù)情況下都是應(yīng)用C/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程測(cè)控或者是B/S的遠(yuǎn)程測(cè)控。兩種模式都具有各自的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也是氛圍150開放系統(tǒng)和TCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。如何選擇測(cè)控模式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要在實(shí)踐中，根據(jù)機(jī)電遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的相關(guān)要求決定.

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