1系统设计目标
综合运用自动化控制技术、网络通信技术、计算机软硬件技术建设设备远程故障诊断处理和运行保障系统。通过这个系统，技术人员可在任何时间、任何地点快速处理远程客户现场的设备问题和故障，可以随时全面掌握客户现场设备的运行状况和运行数据，可以建立已售出设备在生命周期内的全面数字档案。具体目标有以下三个方面:1)能够在设备研发企业或任意地点远程判断和解决客户现场的设备故障，能够进行现场设备运行数据的实时获取、现场运行情况的实时监控、PLC程序的调试和上传下载;2)能够随时对客户现场的设备运行情况进行获知，浏览客户现场的设备运行状况和数据，对设备的健康情况进行检查，提供设备检维修建议，将设备的问题和故障消除在萌芽状态;3)能够获取并建立设备在客户现场的生命周期内的运行档案，这些运行档案包括历史运行数据、检维修情况、客户反馈等，相关人员通过对这些数据的分析，形成产品的升级方案和新产品设计方案。
2系统结构设计
本系统分为实时监控与管理系统、工程师站及OPC服务器、操作站及PLC设备三个部分，通过Internet(专线、电话线或2G/3G/4G无线接入)进行连接。如图1所示(图中省略了必须的工业交换机、防火墙等网络设备)。1)实时监控与管理系统。通过OPC服务器将采集的PLC数据进行存储，并实时显示远程设备数据，包括实时状态、实时数据、报警信息等;2)工程师站。通过Internet对PLC、操作站进行通讯，可对PLC和操作站进行远程编程和远程调试;3)OPC服务器。通过Internet对PLC数据进行采集，不进行控制;4)安全路由器。将PLC、操作站接入Internet，可与远程工程师站、OPC服务器进行通讯，满足数据传输的需要;5)操作站。位于设备现场，对设备进行实际操作;6)PLC(含以太网模块)。位于设备中的可编程逻辑控制器，需要附带以太网模块，可通过以太网进行通讯。
3实时监控与管理系统功能设计
1)ACO数据采集ACO数据采集套件能够将实时数据从前端生产设备或控制系统等数据源采集到ADC数据库中;2)ADC数据库系统以某个对象(如某个工位点)为单位，可实时、连续存储该对象的所有属性值，支持大量对象同时存储，数据存储格式高度压缩;3)设备台账以ADC数据库为依托，将企业所有远程设备台账信息集中存放，并在相应页面可进行针对性查询;4)设备监视该模块以ADC数据库为依托，对各装置的情况进行实时监视和集中监视。可查询某工位(设备)的各种数据，查询接口包括COM派发接口和自定义接口以及Web服务接口(以Asp．NetWeb服务的方式)、SQL接口等，可使各种上层应用组件方便地查询到生产过程数据的实时值等;5)数据报表系统能够方便生成各种数据报表，所反映的数据真实而且准确。系统生成报表后，根据日期可以通过网络较快速地进行查询;6)趋势分析该模块能够显示出某段时间内数据变化的情况。实时趋势能够反映出当前的数据变化情况，历史趋势的数据从历史数据库中取出，能够查看任何时间段内数据的变化情况。通过查看历史趋势，可以了解长时间的生产情况;7)报警信息系统利用报警分析模型及时统计历史报警信息。设备发生故障时，系统有自动报警功能，提供报警级别设置、报警限设置，提供事故追忆功能。当事故发生时，系统产生报警，启动事故记录，记录报警点、报警事件、报警时间等关键信息，根据记录的相关信息，系统可以进行事故原因追忆分析。提供事故追忆的管理功能，管理员及有权限的用户可以进行事故管理的设定、修改、取消、删除等操作。系统报警功能的及时性和准确性为生产事故提供分析和决策依据;8)系统管理该模块是任何一个软件系统都不可或缺的，用于维护系统的正常运行。系统管理模块由以下几个子模块组成:数据字典模块为其它模块在数据记录新增、修改时提供字段的输入选择项，用来规范数据录入、加快数据录入速度。数据字典按照企业的实际需要进行分类管理;用户管理模块对系统的用户和用户组进行管理，用户和用户组可根据企业的组织层次和活动目录用户体系进行建立;角色权限设置模块在系统中建立起基于角色的访问控制机制(BＲAC)，使用户在系统中的操作权限完全依据其关联的角色的权限设定;系统操作日志模块中，任何系统登录用户的任何操作均被系统登记在案，在本模块中，可以进行查询或查看。当操作特定的关键数据时，会将操作人员、操作时间、原值、新值等记录下来，方便进行数据的回溯;系统备份模块可对系统数据库及文件进行备份。设定系统数据库、文件的自动备份操作的时间、存放路径等，可自动备份。
4关键技术
1)系统通用性和标准化由于现场设备所使用的自动化控制系统种类繁多，不同厂商、不同型号的控制系统接口类型、通信方式、通信协议、诊断方法不尽相同，严重影响了设备远程诊断的兼容性，为实现远程诊断和处理方法的统一，必须建立通用的诊断标准，包括诊断分析标准、通信接口标准和通信协议标准等;2)数据压缩与传输技术远程故障诊断处理和运行保障系统在应用过程中需要将大量的远程设备数据进行传输和存储。这些数据在远距离传输时对网络的带宽、稳定性和可靠性要求较高，但由于设备现场Internet接入条件参差不齐，有许多现场具备了专线或3G、4G无线接入条件，而仍有现场仅具备2G无线网络或56KModem电话线接入条件，这就需要寻求一种有效的压缩算法，以期将设备数据压缩到最低进行传输，这是一个关键的技术问题;3)网络传输的安全性远程故障诊断处理和运行保障系统所传输的设备数据中包含远程控制指令，如果网络传输的安全性得不到保障，远程故障诊断处理和运行保障将失去意义。网络传输中信息的安全性包括完整性、保密性和可用性三个要素。信息的完整性是指存储和传输过程中不被非法修改、破坏甚至丢失;信息的保密性是指保护信息不受非授权用户越权使用;信息的可用性是指当需要时能否正常存取所需信息，保障传输信息准确无误。通常采取的安全措施有在Internet入口处设置防火墙、对传输数据进行加密处理等。
5结束语
本系统的开发与实施，提高了制造企业设备故障处理响应速度和处理能力，并为提前感知、发现设备故障或问题提供了可能，降低了故障停机给客户造成的损失，提升客户对产品质量的满意度。同时，对制造企业来说，不仅大幅减少了到客户现场进行设备故障处理的差旅费用，而且建立起了所售设备在生命周期内的运行档案和检修、维修档案，实现这些产品数据的数字化管理，形成宝贵的知识资产，对产品运行档案、故障处理档案、检维修档案进行综合分析，为产品改进和新产品设计提供有效的数据支持。
作者：王鹏 单位：中色科技股份有限公司
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