基于Internet生產(chǎn)線遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)系統(tǒng)

楊 雷，史艷霞

（天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，天津 300350）

維護(hù)復(fù)雜的電氣系統(tǒng)，保障生產(chǎn)的順行可能是許多現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)人員頭疼的事情。并且隨著生產(chǎn)設(shè)備和工藝的更新、應(yīng)用軟件的變化，控制程序和鏈接也必須做大量的升級(jí)和改進(jìn)。這都會(huì)增加現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的工作難度。遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)可以有效解決現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)的諸多難題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)故障的準(zhǔn)確定位和快速解決，減少停機(jī)時(shí)間，分擔(dān)電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)和升級(jí)工作。生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)已成為當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)中的一部分，如果技術(shù)服務(wù)工程師到現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題，既浪費(fèi)時(shí)間且有相應(yīng)的費(fèi)用增加。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，可縮短故障診斷與恢復(fù)時(shí)間，減少用戶的經(jīng)濟(jì)損失，提高工作效率，是一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又有效的解決方案。

一、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理與設(shè)計(jì)

本方案是由SIEMENS SCALANCE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)接入ADSL網(wǎng)絡(luò)建立的VPN通道進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷維護(hù)。只需對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)，投資少，安全性高，易維護(hù)，其系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

通過(guò)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)現(xiàn)功能及特點(diǎn)如圖2所示。

特點(diǎn)1：故障反應(yīng)快速及時(shí)

圖1 系統(tǒng)原理圖

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或電話通知遠(yuǎn)程維護(hù)方，遠(yuǎn)程維護(hù)方獲得授權(quán)后即可訪問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)工程師處理故障。

特點(diǎn)2：促進(jìn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)

遠(yuǎn)程維護(hù)方作為系統(tǒng)集成，會(huì)更多的接觸和使用新的軟件和新的系統(tǒng)，自然會(huì)促成用戶對(duì)控制系統(tǒng)的升級(jí)。

圖2 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

特點(diǎn)3：助力現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)

遠(yuǎn)程維護(hù)方可實(shí)時(shí)獲取大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，幫助現(xiàn)場(chǎng)工程師分析和處理，預(yù)防故障發(fā)生。并且可遠(yuǎn)程對(duì)控制程序和鏈接進(jìn)行升級(jí)和改進(jìn)。最大程度保證生產(chǎn)順行，提高效率，降低消耗。

特點(diǎn)4：降低系統(tǒng)成本

遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)最大地利用現(xiàn)場(chǎng)原有計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過(guò)Internet與用戶互聯(lián)，同時(shí)也避免了遠(yuǎn)程維護(hù)方的差旅和費(fèi)時(shí)。

二、系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.服務(wù)器（SERVER）配置

配置一臺(tái)服務(wù)器（server），作為系統(tǒng)的中樞，用于采集歸檔實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，安裝PLC編程軟件及傳動(dòng)設(shè)備調(diào)試軟件。

數(shù)據(jù)采集和分析上采用德國(guó)AG公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種基于PC的IBAPda軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以以統(tǒng)一和同步方式處理數(shù)量巨大的通道，同時(shí)具有友好的用戶界面和動(dòng)態(tài)圖表顯示功能，特別適合分布式和多樣化的系統(tǒng)；利用WINCC對(duì)HMI進(jìn)行軟件編程；STEP7系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的編程；在變頻器和電機(jī)的控制方案中才用Drive_ES實(shí)現(xiàn)對(duì)S120、G120、6RA70等傳動(dòng)設(shè)備調(diào)試，維護(hù)診斷，傳動(dòng)設(shè)備更換后工程師可遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行下載參數(shù)并調(diào)整優(yōu)化。

2.工業(yè)以太網(wǎng)配置

對(duì)現(xiàn)有工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，并配置Wifi交換機(jī)，方便工程站多地迅速接入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷。通過(guò)對(duì)工程師站的訪問(wèn)，可診斷任何第三方設(shè)備，如西門子、施耐德、ABB等變頻器，結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

3.互聯(lián)網(wǎng)接入

采用目前國(guó)內(nèi)比較流行的ADSL寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)的方式，只需向當(dāng)?shù)仉娦挪块T申請(qǐng)即可。采用速率不低于2M帶寬，包月上網(wǎng)，資費(fèi)低，接入靈活。

4.建立VPN

通過(guò)開(kāi)辟VPN通道實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)車間PLC及Server。開(kāi)通VPN后，維護(hù)人員無(wú)論何時(shí)何地都可對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷維護(hù)，如圖4所示。

5.安全部件及軟件

增加防火墻，通過(guò)防火墻配置管理接入點(diǎn)，阻止非法用戶入侵，保障網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全。

圖3 以太網(wǎng)通訊原理圖

圖4 VPN通訊示意圖

三、結(jié)語(yǔ)

將智能網(wǎng)絡(luò)引入到生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)，可以大大節(jié)儉生產(chǎn)過(guò)程中的時(shí)間成本和人力成本，而且使得生產(chǎn)線的升級(jí)更為高效，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)線的維護(hù)和升級(jí)上有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]韓宏等.網(wǎng)絡(luò)集成防御及入侵檢測(cè)技術(shù)若干問(wèn)題研究[M].電子科技大學(xué)，2003．10

[2]馬慶文等.基于 iHistorian 和 infoAgent的過(guò)程數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)[J].海峽科學(xué)，2009（12）：14－17．

[3]邱公偉主編.可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)，2002：181－215．

[4]郭宗仁等編著.可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2002：40－145．

[5]饒運(yùn)濤.現(xiàn)場(chǎng)總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003．

[6]趙炯.設(shè)備故障診斷及遠(yuǎn)程維護(hù)技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.