工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計

陳松青

（深圳市科睿達(dá)自動化設(shè)備有限公司，廣東深圳 518000）

在當(dāng)前工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)建設(shè)與運行過程中，往往會遇到各種設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、規(guī)?；?、造價成本升高問題。這些問題所導(dǎo)致的結(jié)果就是維護(hù)管理方式不全面，在設(shè)備與系統(tǒng)不斷更新過程中也增大了管理難度，因此針對工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的再設(shè)計與深入研究都變得頗為必要。

1 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的基本內(nèi)容與結(jié)構(gòu)模型

1.1 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的基本內(nèi)容

在工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中所蘊含的技術(shù)內(nèi)容是相當(dāng)豐富的，主體要結(jié)合設(shè)備基礎(chǔ)信息管理展開，保證在工單管理以及某些預(yù)防性維護(hù)管理措施方面也能發(fā)揮有效作用，精確優(yōu)化調(diào)整相關(guān)系統(tǒng)內(nèi)容。以系統(tǒng)中的工單管理分支系統(tǒng)為例，它主要被應(yīng)用于工業(yè)管理工作技術(shù)體系中，在保證建立良好技術(shù)體系過程中優(yōu)化調(diào)整相關(guān)任務(wù)工單內(nèi)容，報審對故障報告內(nèi)容進(jìn)行分析，同時做好報告完整跟蹤機(jī)制內(nèi)容，體現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)越性。同時在機(jī)制建設(shè)方面也是相當(dāng)?shù)轿坏?，它能過為后續(xù)工作與分析機(jī)制提供全面歷史記錄，建立設(shè)備維護(hù)與檢修操作機(jī)制，優(yōu)化調(diào)整工作任務(wù)書，并為工業(yè)自動化設(shè)備管理工作提供重要憑證。簡言之，就是要以工單作為中心載體，結(jié)合不同技術(shù)方式展開操作，確保設(shè)備維修管理工作能夠結(jié)合多點信息內(nèi)容全面展開，并建立互聯(lián)關(guān)系機(jī)制，確保實現(xiàn)全過程監(jiān)督管控。而在工單管理工作具體操作過程中，則希望保證供電管理過程有針對性，結(jié)合實際工作要求處理工作問題，做到工作內(nèi)容有的放矢，其中的主要處理內(nèi)容包括缺陷報告、工作請求、快速報告修理工單、巡檢工單等。在檢測工業(yè)自動化設(shè)備生產(chǎn)過程中生成預(yù)防性維護(hù)工單，主要用于設(shè)備巡檢操作流程。

1.2 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型

圖1為工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，其在分析相關(guān)技術(shù)內(nèi)容過程匯總中，也希望做到對客戶端的有效優(yōu)化調(diào)整，確保設(shè)備管理服務(wù)器能夠在以太網(wǎng)正常和運行操作過程中發(fā)揮其應(yīng)有價值作用。在直接定位上下層設(shè)備管理系統(tǒng)過程中就能建立一套完整的中繼站相互關(guān)聯(lián)機(jī)制，有效提取下層設(shè)備屬性內(nèi)容，確保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有效構(gòu)建，體現(xiàn)其一定的技術(shù)優(yōu)勢，分析設(shè)備運行環(huán)境以及周邊環(huán)境，最終滿足信息共享要求。工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型能夠為設(shè)備設(shè)置通信接口，直接連接網(wǎng)絡(luò)客戶端，再設(shè)置設(shè)備管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，通過這一模型建立客戶端是非常有必要的，它在確保設(shè)備管理系統(tǒng)有效構(gòu)建基礎(chǔ)上也滿足了定位技術(shù)應(yīng)用要求，結(jié)合上下層管理體系構(gòu)建中繼站關(guān)聯(lián)機(jī)制，保證提取下層設(shè)備屬性內(nèi)容，提高技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，建立設(shè)備之間的相應(yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系，以此容納大量現(xiàn)場總線設(shè)備內(nèi)容，確保設(shè)備信息網(wǎng)絡(luò)接口與以太網(wǎng)遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊相互關(guān)聯(lián)，滿足數(shù)據(jù)共享與信息交互機(jī)制，形成工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的管控一體化能力機(jī)制。

圖1 工業(yè)自動化設(shè)備管理結(jié)構(gòu)示意圖

2 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計方案

工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中的核心功能內(nèi)容頗多，圍繞這些核心內(nèi)容規(guī)劃提出系統(tǒng)設(shè)計方案，主要從以下幾方面進(jìn)行分析。

2.1 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中的卡件管理模塊設(shè)計方案

在工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中，卡件管理模塊設(shè)計方案主要圍繞I/O 模塊、通信模塊等展開。在設(shè)計過程中，需要充分考慮到卡件管理模塊的監(jiān)控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)傳輸過程，同時了解網(wǎng)絡(luò)負(fù)載問題，結(jié)合硬件組態(tài)對外接口HdwAcs.dll 快速獲取硬件結(jié)構(gòu)信息，同時設(shè)計應(yīng)用數(shù)據(jù)通信組件SCnetIIID.dll 直接下發(fā)管理型命令，有效提取卡件模塊設(shè)備管理信息內(nèi)容。在轉(zhuǎn)發(fā)管理型命令過程中，則需要對打包卡件反饋內(nèi)容進(jìn)行分析，優(yōu)化設(shè)備管理信息內(nèi)容，其工作原理，見圖2。

圖2 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)通信模型

圖2中也要分析設(shè)備管理系統(tǒng)的自動化技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容，其中卡件管理模塊所采用的通信模型為主要管理模型內(nèi)容。如在采用應(yīng)答模塊進(jìn)行管理模型管理過程中，需要下達(dá)有效命令內(nèi)容，確保設(shè)備管理數(shù)據(jù)能夠客觀真實診斷數(shù)據(jù)內(nèi)容，可有效降低風(fēng)險管理。而在客觀反映監(jiān)控數(shù)據(jù)過程中也要保證過程控制網(wǎng)有效構(gòu)建。比如，如果上下位機(jī)在設(shè)備管理過程中存在問題，就要主動聯(lián)絡(luò)I/O 模塊對管理命令進(jìn)行分析，主動結(jié)合相關(guān)管理模塊對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析，確保數(shù)據(jù)單元分析到位，同時提取管理命令碼內(nèi)容，做好工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)通信模型，并對數(shù)據(jù)單元分析管理命令碼，分析下發(fā)數(shù)據(jù)內(nèi)容，優(yōu)化提升下載數(shù)據(jù)速度。在上位機(jī)中，需要結(jié)合I/O模塊上傳設(shè)備制造信息，保證管理命令數(shù)據(jù)單元下發(fā)數(shù)據(jù)內(nèi)容，確保I/O 模塊命令上位機(jī)上傳設(shè)備制造信息內(nèi)容，確保上傳數(shù)據(jù)內(nèi)容正確。

而在I/O 模塊設(shè)計過程中，需要結(jié)合主設(shè)備控制器發(fā)送管理數(shù)據(jù)，等待接收方數(shù)據(jù)響應(yīng)，重發(fā)管理數(shù)據(jù)，保證通信正常。在I/O 模塊中，需要結(jié)合上傳數(shù)據(jù)請求主動通信內(nèi)容，確保控制器能夠正常發(fā)送任何命令指令，保證在檢測信號工作過程中發(fā)揮其應(yīng)有功能作用，滿足主動通信請求要求，提高控制器的整體運行管理水平。當(dāng)然，也要基于相關(guān)操作設(shè)備展開全盤分析，保證控制器模塊管理優(yōu)化到位，體現(xiàn)主動通信請求技術(shù)內(nèi)容，有效發(fā)送查詢命令。在這一過程中，必須保證設(shè)備主動通信請求接收到位，合理滿足控制器的冷啟動過程要求，需要保證在5 s 內(nèi)對I/O 模塊廣播控制器冷啟動消息進(jìn)行調(diào)整，確保消息管理存儲有效。在整個控制器的操作過程中，需要保證控制器在I/O管理模塊背景下發(fā)揮其命令管理技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，滿足遠(yuǎn)程通信要求，必要時也要創(chuàng)建一套完整的I/O管理模塊，分析其中的大量一幀數(shù)據(jù)內(nèi)容，保證命令管理控制模塊始終控制在0x16范圍內(nèi)。

2.2 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中的交換機(jī)現(xiàn)場環(huán)境管理模塊設(shè)計方案

在工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中，需要分析交換機(jī)現(xiàn)場環(huán)境管理模塊內(nèi)容，優(yōu)化相關(guān)模塊設(shè)計方案，保證網(wǎng)絡(luò)管理交換機(jī)有效應(yīng)用，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸能力。合理實現(xiàn)對交換機(jī)管理過程的有效優(yōu)化過程，滿足網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備管理服務(wù)器信息交換要求。而在設(shè)備管理通信服務(wù)器過程中，需要確保設(shè)備管理輪詢機(jī)制有效構(gòu)建，匯總大量附屬管理設(shè)備信息內(nèi)容，并在這一過程中深入挖掘發(fā)現(xiàn)某些異常故障狀況。而在交換機(jī)現(xiàn)場環(huán)境管理模塊中還會設(shè)置輪詢監(jiān)控點，通過群發(fā)方式實施輪詢管理，確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境管理模塊對設(shè)備發(fā)送輪詢命令，按照人工設(shè)定時限來調(diào)整等待回應(yīng)時間。就服務(wù)器數(shù)據(jù)管理過程中需要第一時間確認(rèn)某些命令問題，結(jié)合設(shè)備定點查詢工作建立確認(rèn)故障分析機(jī)制，對故障發(fā)生情況進(jìn)行分析。

在設(shè)計交換機(jī)現(xiàn)場環(huán)境管理模塊中的SE 軟件應(yīng)用過程中，需要利用到各種信息化數(shù)據(jù)模塊來展開工作，保證電源狀態(tài)與環(huán)境溫濕度調(diào)整到位，采用設(shè)備管理服務(wù)器輪詢管理設(shè)備內(nèi)容分析相關(guān)技術(shù)方法應(yīng)用，保證發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容確認(rèn)命令，了解設(shè)備管理服務(wù)器數(shù)據(jù)聯(lián)系，確認(rèn)交換機(jī)故障情況。具體來講，其設(shè)計流程應(yīng)該包含以下4點。

（1）需要分析丟包問題，結(jié)合丟包問題對設(shè)備服務(wù)器相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行分析，保證做到最快確認(rèn)設(shè)備故障問題，并對故障問題內(nèi)容展開分析，了解通信暫時中斷問題，了解下一步檢測技術(shù)內(nèi)容。

（2）在分析相關(guān)服務(wù)器故障內(nèi)容過程中也要建立終端問題機(jī)制分析，確保網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備聯(lián)絡(luò)分析機(jī)制建設(shè)到位，優(yōu)化設(shè)備管理過程，同時滿足交換機(jī)正常操作過程。

（3）必須明確交換機(jī)的實際供電電源情況，看起是否正常，如若發(fā)現(xiàn)故障必須第一時間上報。

（4）需要檢測自身網(wǎng)卡正常情況，結(jié)合自發(fā)自收操作分析相關(guān)交換機(jī)故障操作內(nèi)容，保證建立重啟交換機(jī)管理機(jī)制，對斷開可控電源內(nèi)容進(jìn)行分析，確保在10 s 內(nèi)實現(xiàn)對可控電源的有效控制，建立3 min 內(nèi)管理，同時分析設(shè)備交換機(jī)管理機(jī)制，結(jié)合操作重啟內(nèi)容分析相關(guān)內(nèi)容操作，做好技術(shù)應(yīng)用管理進(jìn)程。在檢測交換機(jī)工作正常狀態(tài)過程中，還需要利用到UPS。

在分析相關(guān)技術(shù)應(yīng)用機(jī)制過程中，也需要保證交互作用管理到位，結(jié)合協(xié)議棧內(nèi)容對TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行分析，保證協(xié)議模塊應(yīng)用過程有效到位。在深入分析協(xié)議棧程序設(shè)計過程中也要滿足協(xié)議特征，保證事件驅(qū)動管理協(xié)議與機(jī)制引入到位。在系統(tǒng)高效匯編語言代碼效率過程中，需要保證協(xié)議棧響應(yīng)到位，有效提高TCP/IP 協(xié)議種類有效優(yōu)化。

2.3 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)中的CPU網(wǎng)絡(luò)管理模塊設(shè)計方案

要保證CPU 網(wǎng)絡(luò)管理模塊設(shè)計到位，將CPU 作為DCS 中的控制核心，形成設(shè)備管理重心，并有效管理負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)資源，提高CPU 網(wǎng)絡(luò)管理工作有效性。

具體來講，需要對CPU 網(wǎng)絡(luò)管理模塊進(jìn)行資源管理與故障診斷分支管理模塊設(shè)計。針對主控制器設(shè)計方面需要結(jié)合環(huán)境信息、電源狀態(tài)、軟硬件診斷信息等進(jìn)行分析，保證對設(shè)備管理系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，保證通過點對點方式設(shè)計CPU 網(wǎng)絡(luò)管理模塊交換到位。而與此同時，也要對系統(tǒng)管理內(nèi)容進(jìn)行分析，確保結(jié)合信息數(shù)據(jù)內(nèi)容對控制器基本工作狀態(tài)進(jìn)行分析，同時了解備用狀態(tài)管理內(nèi)容，對系統(tǒng)程序中的結(jié)束運行技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行分析，同時做到控制器時間有效優(yōu)化。在這一過程中，也要對溫度信息指示控制器內(nèi)容進(jìn)行分析，建立溫度信息分析機(jī)制。在控制站時間信息管理分析過程中，還必須對控制器中的硬件錯誤問題進(jìn)行分析，建立時鐘診斷信息管理機(jī)制，同時滿足電池電壓信息管理優(yōu)化操作，切實做到對數(shù)據(jù)線出錯標(biāo)志內(nèi)容進(jìn)行分析。必須保證出錯靜態(tài)模塊有效調(diào)整，結(jié)合單周出錯內(nèi)容與系統(tǒng)功能進(jìn)行全面分析，滿足系統(tǒng)CPU 隨時處于交互工作狀態(tài)。當(dāng)然，也要對相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析，建立通信故障信息管理機(jī)制，保證CPU 與UO 通信機(jī)制相互關(guān)聯(lián)，提高控制器啟動信息控制復(fù)位模式，對相關(guān)統(tǒng)計信息統(tǒng)計斷電、復(fù)位等計數(shù)問題進(jìn)行有序調(diào)整。如此就能滿足CPU 網(wǎng)絡(luò)管理模式中的技術(shù)管控要求，切實提高CPU 網(wǎng)絡(luò)管理通信水平，做到技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容有的放矢，真正體現(xiàn)其價值作用。

3 結(jié)束語

分析了目前國內(nèi)工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)內(nèi)容，了解到設(shè)備管理的基本架構(gòu)與重要價值。同時，也總結(jié)了工業(yè)自動化設(shè)備管理現(xiàn)狀，結(jié)合卡件管理模塊、交換機(jī)現(xiàn)場環(huán)境管理模塊以及CPU 網(wǎng)絡(luò)管理模塊來分析工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化，如此就確保了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計到位，滿足數(shù)據(jù)模型與信息管理流程，提出具有決策性的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，最終設(shè)置設(shè)備管理方案，形成理想化的工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)。同時，在分析工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要結(jié)合功能模塊層次結(jié)構(gòu)展開分析，了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計內(nèi)容，確保網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)管理與CPU 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷管理實施到位。再者就是要注重系統(tǒng)融合問題，結(jié)合設(shè)備管理系統(tǒng)監(jiān)控功能內(nèi)容融合關(guān)鍵技術(shù)，保證系統(tǒng)監(jiān)控過程中隨時隨地獲得所需要的設(shè)備管理數(shù)據(jù)信息，不斷提高工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)技術(shù)操作水平，為工業(yè)化，自動化、智能化生產(chǎn)創(chuàng)造更多可能性。