远程设备监控范文

远程设备监控范文（精选12篇）

远程设备监控 第1篇

随着科技进步, 产业不断升级, 制造设备所占成本比重越来越高。一旦设备发生故障和失效问题, 将给企业带来不可估量的损失。因此, 维护设备正常运作、快速排除故障成为目前制造企业生产管理的重中之重。

为保证生产设备的正常运转, 工厂与设备供应商通常都配有规模庞大的专业维护队伍。耗资巨大, 见效缓慢。当前设备采购正日趋国际化、分散化, 传统的故障发生后的“奔赴现场”模式, 更显其缺乏时效性, 同时也很不经济。

设备远程监控与诊断维护技术的出现为上述问题的解决提供了有效帮助, 成为现代先进制造技术与系统的一个重要环节, 同时也成为当今设备诊断技术的研究热点。

1远程监控与诊断维护系统的结构与功能

1.1设备远程监控与诊断维护系统结构

设备远程监控与诊断维护技术是利用本地计算机通过网络系统, 对远端设备进行监视和控制, 完成对分散控制网络的状态监控及设备的诊断维护等功能的技术, 它是传统的监控、故障诊断技术与计算机技术、网络技术及其他现代通讯技术相结合的一种新型诊断技术。

设备远程监控是指设备供应商和专家通过网络技术, 对设备和产品的性能状态进行异地远程的全天候监测、预测和评估, 并按需制定维护计划, 以防止它们因故障而失效。力争实现设备高质运行, 安全“零故障”。

设备远程诊断维护技术是指在现场设备发生故障或故障征兆, 现场的维护人员难以对其作出诊断和维修时, 通过网络与远端故障诊断中心建立连接, 由远端诊断中心的设备专家和诊断系统对其进行诊断, 在短时间内调动入网的所有资源, 实现对设备故障的及时诊断与维修。

设备远程监控与诊断维护系统共由6个部分组成:动态数据采集单元、实时状态监控单元、本地故障诊断单元、远程诊断专家系统、远程专家会诊中心和计算机通信网络。其网络体系结构见图1。

1.2设备远程监控与诊断维护系统各组成部分的功能

1.2.1 数据采集单元

数据采集单元主要完成设备运行的稳态和动态数据的采集, 在设备远程故障诊断系统中, 要实现设备的在线监测、实时监控、在线调整等, 必须要有现场设备数据采集模块的支持。

数据采集工作由各种各样的采集装置完成, 如各种信号和反馈传感器、执行器和PLC等。通过一定的数据采集装置, 可获取设备的运行状态信息 (运动和位置状态、控制参数以及温度和压力等) 。同时, 数据采集单元也完成一些基本的信号处理工作, 如交直分离、信号滤波和放大、A/D转换、采样控制、信号预处理 (异常值处理及标定) 等, 以完成信号采集的基本功能。

由数据采集单元输出的数据是判断系统是否正常运行的基本原始数据, 也是故障发生时进行故障分析、判断和定位的主要依据。

1.2.2 实时状态监控单元

实时状态监控单元主要完成实时监视、数据管理和故障预报的功能。

实时监视功能是指利用一定的监视装置对设备运行情况加以跟踪, 如通过在现场安装视频头对现场关键设备和工位的运行状态进行实时采集。监视的结果是采集到各种声、像、图数据, 它是远程监控和远程故障诊断的重要原始资料。

数据管理功能是指将数据采集处理单元采集到的设备运行状态信息和监视装置采集到的各种声、像、图数据写入设备运行状态数据库, 并进行动态的分析和管理。

故障预报的主要功能是利用特定的算法对采集到的数据进行分析, 以判断设备是否已出现异常和故障先兆。如经判断有可能出现故障, 则发出故障警报, 以便及时进行诊断, 避免故障发生。

1.2.3 本地故障诊断单元

本地故障诊断单元是一个由服务商随同设备为用户提供的, 安装在用户本地局域网上的数据库 (或知识库) 及相应的查询推理机制。主要内容应包括常见故障的案例库及相应的查询或推理机制。它也可以是远程故障诊断专家系统的针对具体设备的本地子系统。

其主要功能为:接受来自数据采集单元、状态监控单元和用户输入的设备和故障信息, 按一定的查询或推理机制找出可能故障原因和相应的解决办法, 并输出给用户。它还应该包括针对具体设备的详细的安装、操作、调试、维护和维修资料以及非保密的其它技术资料, 以方便用户查询.在构建本地故障诊断单元时, 既要考虑为用户提供用户所需的尽可能多的资料, 又要保证系统的简洁高效, 减少冗余。

1.2.4 远程监控、诊断专家系统

由于设备本身的复杂性、故障现象和原因及其表现形式的多样性、以及各信息采集装置信息指示能力的局限性。因此如何将众多不完全的信息进行综合、集成以至融合并用来分析、判断故障, 是故障诊断的重点和难点。通常在企业日常工作中会产生大量的故障诊断实例、经验和知识, 故可采用模糊理论和专家系统相结合的方法, 建立基于事例的故障诊断专家系统。专家系统是一个智能计算机程序系统, 包含大量的某个领域专家水平的知识与经验, 它能够利用人类专家的知识及解决问题的方法来处理该领域的问题。主要由数据库、记录专家知识和经验的实例库 (知识库) 及相应的推理机制和实例库管理系统组成。其中实例库和推理机制是专家系统的核心。

基于实例的故障诊断专家系统的难点和关键是实例的获取和表达, 需从现有的各子系统、历史数据及历史故障中不断地获取实例和专家知识, 并不断考核和改进。

1.2.5 远程专家会诊中心

远程专家会诊中心的主要功能是为设备专家实现远程诊断提供必要的协同工作环境。主体包括远程监控、在线操作支持和信息服务。

远程监控主要是指:在线获取现场设备的运行状态和故障信息。如数据采集单元和监控单元的输出、现场控制终端屏幕上显示的设备的运行状况和自我诊断信息, 以及数控程序和其他各种控制程序等。

远程控制主要指:设备专家通过网络直接获得设备控制权, 从而通过虚拟操作面板在线远程操作和调试现场设备。

信息服务主要是指:通过如电话会议、共享白板和在线图像与声音传输等方式, 实现设备专家之间和专家与现场工作人员的在线直接沟通, 从而共同分析、诊断和排除故障。

1.2.6 计算机通信网络及网络数据传输模块

远程监控和诊断是在异地进行的, 它必须通过网络来实现, 如设备状态和故障信息的远程获取、诊断结果的传输、远程技术培训、电话会议和在线图像与声音传输等都需要通过Intemet实现。

网络数据传输模块就是为此目的而开发的。数据传输模块是在Web协议的支持下, 利用多媒体信息集成技术开发的Web服务程序。其基本功能为, 将数据采集装置采集到的数据按一定的格式打包后发送给相应的远程诊断服务程序。同时, 网络数据传输模块还负责动态提取诊断服务程序和其它应用程序所要求的信息, 如:压力、位置等状态信息。

实现远程信息传送的网络载体有很多种, 如卫星、ISDN、ADSL、普通电话线等.应根据具体应用对象, 综合考虑需求、价格及带宽因素, 选择适当的传输载体, 并要开发或选用相应的技术和设备, 以使远程监控和诊断系统能顺利有效地运行。

2实现远程监控与诊断维护技术的关键技术

2.1基于Web方式的数据库接口技术

远程诊断所需的知识和数据信息, 以数据库的形式存放在远程诊断中心的Web服务器上或者与Web服务器相连的数据库服务器上。用户在客户端通过运行通用的Web浏览器来使用远程诊断系统并访问远程数据库。用户的客户端如何以Web方式与远程数据库实现交互, 是实现远程监控与诊断维护技术的一个关键问题。目前通用的方法很多, 主要有在诊断中心Web服务器上编写专用的应用程序, 利用专用的DB Sever实现数据库与Web的连接, 客户端上运行专门的Java程序与SQL数据库相连等。

2.2数据压缩与传输技术

远程诊断系统在应用过程中需要进行大量的以数据、声音和图像为主的信息存储和传输。这些信息在远距离传输时占用频带宽, 损耗大, 成本昂贵。因此, 如何在保证声音、图像质量的前提下, 寻求一种有效的压缩算法, 以期将声音、图像数据压缩到最低, 是一个关键的技术问题。

远程诊断的故障信息中包括数据信号、音频信号、视频信号及控制信号等, 这些不同类型的信号有不同的传输特征和要求。它们要借助于通信网络进行传输, 而现实的通信网络多种多样, 并不是所有的传输信道都能满足对压缩后的故障信号的传输要求。为满足传输的图像高清晰度、动态实时的要求, 数字化的数码传输率至少在384 kbs以上。目前能够满足这一要求的只有专线、数据数字网 (DDN) 和综合业务数字网 (ISDN) 。

2.3远程诊断专家系统的开放性

远程诊断专家系统与传统的诊断专家系统有着本质的区别。传统诊断专家系统的知识库是封闭的或半封闭的, 其知识库的构造和知识的输入与修改是由设计者完成的。而远程诊断专家系统的知识库是基于Web数据库的开放式体系结构, 专家系统的设计者只需完成一个简单实用的专家系统框架, 知识库的构造与维护不仅仅由设计人员来进行, 而且由广大用户来共同完成。如何设计这样一个开放式的远程诊断系统, 是远程诊断技术走向实用的关键。

2.4远程监控与诊断数据的兼容和标准化

为满足远程监控和诊断的需要, 很多厂商的产品都是通过自己专有的通信模块将数据发布到网络上。但是, 由于不同型号设备自己不能兼容, 严重影响了设备的具有远程诊断的兼容性和开放性。

因此, 要实现诊断知识、理论与技术的共享, 必须有一套通用的标准, 包括诊断知识与数据共享标准、诊断分析方法标准、相关通信方式与通信协议标准、软件共享设计标准等。标准化研究是远程监控与诊断的一个重要研究内容。

2.5网络系统的安全性

网络是远程监控和诊断技术的通讯载体, 只有保障了诊断网络的安全。远程监测与诊断才有意义。

网络的安全性是指网络中信息的安全性, 它主要包括信息的完整性、安全保密性和可用性3个关键因素。

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;信息的安全保密性是指保护网上信息不被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, 保证网上信息准确无误。

目前通常采用的安全性措施有防火墙技术、数据加密技术等。

3远程监控与诊断维护技术的发展

随着计算机科学和网络技术的飞速发展, 设备远程监控与诊断维护技术也在不断地创新和飞跃, 部分体现如下:

3.1通过新技术、新思路解决目前存在的问题和瓶颈

嵌入式监控系统可以使信息实现本地化处理, 改善服务器性能, 可以使每一个设备具备上网与服务功能, 即每一个设备都可以独立进行服务, 从而大大提高监控的质量和范围。因此, 嵌入式系统的发展和运用, 必将推动远程监控与诊断维护技术的发展。

3.2采用更加先进的设备远程监控与诊断概念和方法

在传统的远程监控与诊断领域, 大部分的技术开发与应用集中在信号及数据处理、智能算法研究 (人工神经网络、遗传算法等) 、及远程监控技术 (以数据传送为主) 。这些技术基于的基础理念是被动的维修模式。转变为主动的维护模式理念后, 便出现了新的智能维护技术。

智能维护技术重点在于信息分析、性能衰退过程预测、维护优化、应需式监测 (以信息传送为主) 的技术开发与应用, 产品和设备的维护体现了预防性要求, 从而达到自我维护的管理目标。

目前, 为适应工业界对预防性维护技术的需求, 故障诊断领域的研究重点已逐步转向状态监测、预测性维修和故障早期诊断领域, 为智能维护技术的实现打下了扎实的基础。实际上, 目前的故障诊断研究已经趋向于智能维护领域的初级阶段。

3.3与其他相关技术领域相互渗透

通过网络进行的远程监控与诊断维护技术, 已渗透到传感器领域, 出现了基于网络技术的网络传感器。它将网络接口芯片与智能传感器集成起来, 并把通信协议固化到智能传感器的ROM中。网络传感器继承了智能传感器的全部功能, 并且能够和计算机网络进行通信, 因而在现场总线控制系统中得到了广泛的应用, 成为现场级数字化传感器。网络传感器的发展和应用, 又反过来促进了远程监控与诊断维护技术的发展和完善。

4结束语

与传统的故障诊断相比较, 设备远程监控与诊断维护技术在沟通管理部门、运行现场、诊断专家和制造商之间的信息, 快速准确、低成本地排除设备故障等方面具有的无可比拟的优越性。它的应用大大提高了企业生产速度和服务质量, 增强了企业竞争力。

同时, 设备远程监控与诊断维护技术作为故障诊断、计算机网络技术、通信技术、虚拟现实技术等多项技术相融合而形成的一个新的科技领域, 随着相关技术的发展, 必将进人一个全新的发展时期。

摘要：介绍了设备远程监控与诊断维护系统的结构和功能, 实现远程监控与诊断维护技术的关键技术及技术发展方向。

关键词：远程监控,诊断,设备

参考文献

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矿山集团视频监控整合远程监控平台 第2篇

矿山集团监控现状

鞍钢矿业集团下属十大采矿区及若干矿产企业。每个矿区及企业都已经建设了自己的监控系统，来保证生产安全。这些监控系统都以本企业或本矿区为监控中心独立形成网络，起到辅助进行生产调度及生产安全管理的作用。视频监控平台功能介绍

1、通过我公司的远程视频监控平台可以把鞍钢所有矿区及附属企业的监控视频实现总部集中管理，集中监看、集中控制。

2、集中显示控制。

在总部设置矿山集团视频集中显示大屏幕，大屏幕可以通过控制进行实时显示所有矿区及附属企业的视频图像，并以电子地图的功能来确定摄像机位置及调取实时视频图像。管理人员可以通过电脑控制任何一个摄像机的前端控制功能，即控制动点摄像机的上下左右的转动。任意前端现场的声音可以通过括音设备在控制中心进行监听。

3、强大的平台兼容性。

平台通过多年的开发积累，已经兼容了市场上国内国外90%的品牌的视频图像存储设备软件。平台可以是基于在原有视频监控系统的基础上进行升级操作，对前端所有视频设备不做设备改造。所有操作不影响前端视频监控网络正常工作。

4、网络监看功能。

此平台搭建完成管理部门领导可以通过任何一台在网的电脑进行实时的查看每个环节上的监控视频、控制每一路视频图像、监听每一点的现场声音。平台设有多级别的访问权限。每个企业或矿区领导可随时监看自己所管辖区域的视频图像。集团领导可以监控所有在网视频图像，是最高权限者。

5、移动视频监看功能。

远程设备监控 第3篇

【摘 要】随着烟草工业的发展，由4台变压器组成的配电系统已经成为全厂供配电的核心。本文介绍配电系统谐波治理设备远程监控以及自动降温改进的应用。实际运行效果表明，通过系统横流风机自动运行，最高降温可达20℃，效果非常明显，保证了谐波治理设备的安全稳定运行，提高了低压供电系统的可靠性，为低压系统提供优质电能做好保障。

【关键词】配电系统，谐波治理，远程监控，自动降温改进

【中图分类号】 TM421【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0371-02

1引言

随着烟草工业的发展，配电系统是全厂供配电的核心部分，配置有4台变压器（2台1600KVA、2台2000KVA）将10KV高压变为400V低压供用户使用。在每台变压器低压侧安装有200A及150A有源滤波设备共4台，用于消除低压电网中的高频谐波，提高供电质量，有效节约电能。但是，有源滤波设备的主要电气元件为电抗器，线圈发热量大，柜内温度高达80-90℃，曾造成控制板烧炸，低压回路跳闸，造成大面积停电，影响生产，给设备运行带来不安全因素，存在极大的安全隐患。

2.配电系统谐波治理改进措施

首先对设计系统的电气图纸进行改造（如下图），对现有已安装的四台谐波治理柜内部安装测温装置，测量谐波柜中主要造成温度上升元器件电抗器的铁芯（发热区域），通过模拟量模块，将实时的铁芯温度通过工业以太网传送到配电系统服务器数据库中。在配电系统上位监控计算上，开发程序，直接显示铁芯温度，用于监控。当铁芯温度达到警戒温度时，上位机发出报警提示，值班电工做好监控。同时，在谐波柜内部安装横流风机，通过开发程序，根据谐波柜温度，自动控制风机的启停，起到自动节能降温的效果。具体措施如下：

1 安装红外测温装置

在现有已安装的4台谐波治理柜内部安装雷泰远红外测温仪，测量谐波柜中主要造成温度升高的电抗器铁芯（发热区域），将温度信号通过模拟量送入各自对应的远程I/O子站，通过PROFIBUS-DP网络传输到主站PLC，又通过工业以太网与服务器进行通讯，将实时的铁芯温度数据传送到配电系统服务器数据库中。

2 加装横流风机

在谐波治理柜底部安装横流风机，通过开发PLC自控程序块，依据测温仪所检测的谐波治理设备温度，通过监控计算机设置好温度上下限值，对PLC内部进行运算，超上限自动启动风机运行，风冷降温；温度降至下限自动停止风机运行，达到节能目的。

3 PLC自控改造

在每台变压器低压自控系统远程I/O子站箱中，新增模拟量模块及数字量输入输出模块，通过主站CPU硬件组态，完成各个子站的硬件配置，针对每个控制子站，开发编写温度检测及风机控制功能块，实现谐波治理电抗线圈温度的采集及降温横流风机的自动启停控制。

（1） 对新增硬件进行组态配置

4 上位机监控系统改造

对上位监控计算机操作画面进行重新设计，增加温度数据模拟量及风机运行数字量标签，修改相应数据库。直接显示铁芯温度和横流风机的运行状况，用于实时监控 。

对上位监控计算机报警画面重新制作，当谐波柜温度出现时，故障信息会立即弹出并伴有声音提示，在此期间值班电工密切关注横流风机运行降温情况，确保系统安全运行。

改进后的报警画面 监控计算机音响报警

3 治理效果

配电系统值班电工可以实时观察谐波柜中电气元件温度，并根据现场情况，采取及时有效的措施。通过系统横流风机自动运行，最高降温可达20℃，效果非常明显，保证了谐波治理设备的安全稳定运行，提高了低压供电系统的可靠性，为低压系统提供优质电能做好保障。此种远程监控及自动降温方式已在我厂现有的四台谐波治理设备中推广应用，还可应用于所有的高发热的配电柜、控制柜及变压器设备系统中。

4 结论

随着烟草工业企业的技术发展及设备更新换代，横流风机设备应用愈加广泛，这些新技术的应用在提高了劳动生产率的同时也解决了供电系统电网谐波污染问题，通过系统横流风机自动运行，效果非常明显，保证了谐波治理设备的安全稳定运行，提高了低压供电系统的可靠性，为低压系统提供优质电能做好保障。有利于经济和社会发展的影响。

参考文献

[1] GB/T14549-93.电能质量 公用电网谐波[S].

[2] 中国电能质量网.变频器是怎样产生谐波电流的？[EB/OL].http：//www.chinapqc.com/View_Affiche.asp？Id=370. 2011-01-06.

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[5] GB12325-90.电能质量 供电电压允许误差[S].

远程设备监控 第4篇

后勤设备实时监控管理应具备的特点

*智能化信息数据采集

医院实时监控管理平台能将不同专业、不同系统、不同性质、不同时期的所有设备集中起来进行统一高效管理。搭建这个平台的关键是找到一种可以在硬件设备和软件平台之间建立可靠链接的媒质。当前市场上常用的智能传感模块通常通过以太网或RS485/RS232来读取传感器数据、开/关状态, 控制设备的开/关状态。在实际建设中, 可以根据不同的设备选择不同规格和标准的智能传感模块, 将各类设备的运行数据采集汇总, 将水、电、气的能耗数据进行统一集中管理并分析, 指导设备节能工作。

*具备兼容性和扩展性

实时监控平台具备对新旧设备的兼容性, 这体现了系统的可扩展和经济性。对于老旧设备, 可通过简单的技改或者增加数字式仪表即可实现对设备的实时监控;对于新设备, 符合MODBUS、TCP/IP等标准协议的设备都可建立实时监控传输, 从而受到监视、控制, 或通过相关设备厂商提供的API进行二次开发满足扩展功能。

*需要网络平台支持数据传输

采集的数据需要通过网络来实现共享和管理, 因此需要有安全可靠的网络平台来支持智能模块的实时监控在线采集。数据采集汇总后, 通过传输网络上传至统一数据库, 通过网络和智能模块的共同作用, 将原本不相关联的各类设备综合集成到一个同步的平台上, 实时地对设备进行集中管理和远程控制。

远程实时监控平台的架构与功能实现

*架构

采用B/S架构, 管理人员通过web页面可以远程方式对系统进行设置, 方便多名系统管理人员共同完成庞大系统的运维工作。

分布式监测结构, 可实现多探头、多服务器方式的监测, 易于监控对象的扩展。

监测范围广, 覆盖主机、网络服务、应用服务, 以服务监测为重点, 反映后勤系统的运行状态、资源占用、性能指标等。

周期性监测与实时测试相结合, 帮助管理人员随时掌握监测对象运行状况。

*功能

具备告警功能, 对运行状况进行短信、电话、邮件等方式预警, 提前发现系统故障征兆。

操作简单, 管理人员可以自行分类组织监测对象, 也可以自行定义各类查询条件, 方便维护人员的日常管理工作。

*实现目标

传统的BA是用于楼宇自动控制网络的一种数据通讯协议, 无法满足对医院后勤设备运行状况实时监控的需要。因此, 我们基于医院的信息化网络, 基于web页面对设备进行实时监控, 并实现了以下目标:

通过监控技术实现对设备的远程运行状态监控及远程控制;

通过web页面实现对监控设备的可视化管理, 及时定位设备故障。

基于web的远程监控技术, 一方面可实现利用最少人力管理最多设备的目标;另一方面通过web页面的可视化管理, 可及时发现并定位设备故障点, 有效降低故障影响, 使故障危害最小化。

基于web的远程实时监控平台设计

后勤设备远程实时监控平台通常包括以下内容:设备实时监控、数据网络传输。

设备实时监控用于监控设备实时运行情况, 及时排查处理设备故障、告警等。

数据网络传输是基于信息化网络将监测图像、数据等传输至多领域同步监测操作平台, 使用户实时掌握设备的各项参数、运行状态等。

*设备实时监控处理技术

前置处理器通过RS485/RS232通讯协议与设备上的传感器相连, 实时获取设备信息及数据, 经医院内部的局域网或互联网发送到业务处理器, 业务处理器可将设备状态进行处理后在显示屏上实时显示, 达到对设备实时监控的目的。当管理人员不在医院时, 可通过互联网连接web服务器, 实现对设备的远程可视化实时监控管理。同时可实现对设备故障的语言告警及故障打印等处理功能。

在实际建设时, 现场的监控采集通常采用统一的数据接口, 便于监控系统的扩容;前置处理器的配置灵活, 可实现对不同设备的监控采集, 并采用多机热备技术, 防止处理器发生故障时影响设备监控;web可视化监控页面支持多屏显示及基于设备参数的各类趋势分析进行故障预防, 同时对系统用户进行权限分级, 保障信息安全。

*web发布技术

采用B/S结构, 用HTML的编程语言, 解决了静态网页的技术问题, 用ASP技术编写动态网页;采用脚本编码语言 (JAVASCRIPT或VBSCRIPT) 编写服务器脚本程序和客户机脚本程序, 实现ASP数据在服务器和客户机之间的动态交换;用微软发布的数据库的组件和数据连接工具, 实现浏览器/服务器的组态软件的网上发布功能。

远程实时监控的效果

*改变后勤设备的管理模式

基于远程实时监控的智能化设备管理的实现, 针对后勤信息化建设涉及的人多、面广、事杂的情况, 有效减少后勤人员数量, 提高设备巡查及故障处理效率;因其跨专业、需要软硬件关联的特点, 对人员素质也提出了更高的要求, 间接提升了后勤的技术水平和管理层次;管理模式也将从原来的分散、被动式管理变成集中、主动式服务, 通过技术化的手段来改革管理模式, 减少各类矛盾的产生。

*逐步提高医院的智能化管理水平

远程实时监控的智能化管理平台具有可扩展性, 可以不断兼容改造和更新换代后的各类后勤设备甚至部分医疗设备, 从而逐步提高医院的智能化管理水平。

管理平台可以对故障处理的全过程进行实时记录管理, 这为后勤技术队伍的培养和管理提供了有效依据。

*增强设备的安全性

通过安全防范和保密措施, 可以防止非法入侵和非法操作;基于统一设备监测数据管理, 通过统一数据库集中管理数据、完善数据分析手段、优化数据访问权限, 可保障数据信息安全;基于统一的设备实时可视化监控, 可有效提高设备巡查频率及巡查效果, 加强故障预防及故障处理效率, 利于保障设备安全。

*经济效益和社会效益

远程监控的安全知识 第5篇

说起远程监控相信都不会陌生，这个主要就是依靠网络发展起来的，只需要通过ip网络，就能把监控视频中心，然后跟可以连接的网络之中任意的一个点进行联合起来，从而达到监控的作用，远程监控的利与弊是什么?

一、远程监控的利

1、结构清晰简单：由于监控主机通过翔视网络视频集中监控系统管理软件实现了模拟系统中视频矩阵、画面分割器等设备的众多功能，并通过电脑硬盘实现录像功能，使系统结构大为简化、集成度高。

2、管理应用简便：由于数字监控系统基于计算机和网络设备，绝大部分系统控制管理功能通过电脑实现，无须模拟系统中众多繁杂的设备，减轻了操作维护人员的`管理工作强度。

3、强大的操作功能：多种显示模式;多画面智能切换轮巡;多种预警模式;实时、定时、报警触发、随时启停等多种录像方式;图片抓拍打印;智能快速录像回放查询等等。

4、监控查看简便：由于全数字化网络视频集中监控模式基于网络的特性，无须增加设备投资，网络上的远程或本地监控中心均可以实时监控、录像或任意回放一个或多个监控现场画面，授权的联网电脑也可以实现监控功能，避免了地理位置间隔原因造成监督管理的不便和缺位。

5、极高的安全能力：图像掩码技术，防止非法篡改录像资料;网络上的任意授权电脑均可以进行录像备份，有效防止恶意破坏;网络故障断网缓存功能，有效保护视频数据;视频中断主机报警功能;授权分级管理功能;强大日志管理功能。

6、无限的无缝扩展能力：监控摄像机的增加主要是前端的远程监控点增加，而监控前端通过IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充，简单的结构可以组成庞大的多级监控网络。

二、远程监控的弊

缺点是密码过于简单，易被人入侵，删除整个录像。

智能蔬菜大棚:实施远程监控 第6篇

老百姓免不了要发的牢骚之一是“看病难，看病贵”，特别是对于像北京这样的一线城市，随着城市人口的不断膨胀，有限的医疗资源很难满足人们的需求。那么对于这个难题，科技能做点什么呢？事实告诉我们，市场上不断推出的各种诊疗仪器，手术操作机器、生命探测仪器等生物医疗设备大大提高了诊断效率，这些先进仪器的出现及时弥补了这个医疗缺口，有了它们，人们甚至能当上自己的“家庭医生”。而除了这些健康小助手以外，一些农业产品也在标新立异，为人们的生活增添情趣。此次，这些前沿的医疗、农业产品都会在科博会上缤纷亮相，现在让我们启程，开始一一认识它们。

智能蔬菜大棚：实施远程监控

□文/记者 李鹏

最近，有关智能化的农场成了一个热门，其智能化究竟是什么样子呢？通过北京威讯紫晶科技有限公司最新研发的智能农业无线数据采集系统或许就可以看出一些端倪。智能农业无线数据采集系统由无线数据采集器、无线开关控制器、无线数据网关、网络服务器和平台软件组成，例如一个蔬菜大棚，采用了该系统以后，就可以实时无线监测大棚内各项环境指标，如温湿度、二氧化碳、光照度等。另外，该系统能够将蔬菜大棚采集到的数据通过短信、邮件等方式传递到用户，不管在哪里，无论是什么时间，主人都可以及时了解自己蔬菜大棚的具体情况。当然，通过无线控制系统，蔬菜大棚的主人也能随时控制大棚中的一些设备，比如空调、风机等，这不仅可以为作物生长创造最佳的环境，也为主人在外办事时解除了很多后顾之忧。

参展企业：北京威讯紫晶科技有限公司

手术创口不再用线缝

□文/记者 张星海

手术后必须要缝合伤口。相比于传统的手工缝合，机器设备在外科手术的缝合上就显得更为精准，现在外科常用的缝合器叫吻合器，它用于胃肠吻合已近一个世纪，而RCS系列端端吻合器就是国内第一个取得美国FDA认证的吻合器产品，它具有独特的弹跳帽设计，退出时容易且能够最大限度减少对吻合口的牵拉，确保胃肠吻合安全。适用于消化道手术中肠腔组织的端-端、端侧吻合。

参展企业：瑞奇外科器械（北京）有限公司

亚运会的“安全功臣”

□文/记者李婵

这是一台可快速对病原体进行即时检测的仪器；也是去年上海世博会、广州亚运会的生物安全“功臣”。即时检测，有另一个名字“床旁诊断”，它是诊断领域中高科技的缩影；它要求快速简便、检验周期短、成本低；不需要专业的临床检验师，以及大型仪器设备的操作等繁琐的过程，可以直接快速地得到可靠的结果。此仪器使用的即时检测技术，是我国自主研发，由军事医学科学院、北京热景生物、中科院联合完成的。面对众多复杂的样本，它可以对鼠疫菌、炭疽芽孢、布鲁氏菌等多种烈性病原体进行即时的现场检测。

参展企业：

远程设备监控 第7篇

1 系统主要功能和特点

本文旨在利用计算机信息技术、通信技术和自动控制技术,使得物业公司能在办公室内对小区生活供水设备的主要运行参数、管网信息及设备运行状况进行动态监测、实时调度和控制,从而实现自动化信息管理。图2为小区生活供水设备远程监控系统的原理图。系统具有如下功能和特点:

(1)可同时监控多个泵房设备的运行情况,可足不出户第一时间巡查水泵设备。

(2)能显示测量的压力、流量、水泵[1]运行数量、水泵运行频率等数据。

(3)可远程进行数据设置,远程控制设备启停。

(4)具有各种动态系统图形显示功能,可分区、分段地显示每台水泵工作状态情况,如运行、停止、故障等。

(5)具有故障报警、故障显示、故障查询功能。

(6)具有每台设备运行累积时间记录功能。

(7)所有的记录具有报表功能,可通过Excel表格的形式进行输出、保存,便于通过Office软件进行数据计算处理。

(8)预留系统网络接口,以便与自来水厂售后服务中心进行远程通信。

2 监控系统的硬件构成

监控系统的硬件主要由现场监控设备、蓝牙通信模块和上位机及监视软件三部分组成。

2.1 监控设备

考虑到系统输入、输出的信号较多,且信号类型复杂,所以本文选用功能强大、性能优异的西门子S7-300/400系列PLC[2]作为现场监控设备。它主要由CPU模块、数字量扩展模块和模拟量扩展模块[3]组成。CPU模块是整个PLC的大脑,它要完成信号采集、数据处理、信号输出和数据通信等功能。它附属的MPI通信口可以直接连接到蓝牙串口适配器,以完成与上位机的蓝牙通信。数字量扩展模块用于输入水泵手/自动状态、运行或停止状态、故障状态和远程启停指令,并输出相应的开关量信号去完成水泵的启动、停止和故障声光报警等。模拟量扩展模块用于接收管路压力、流量和水位信号,并把经过测量转换后的数据送给CPU模块,以便作进一步运算和信号远传。

2.2 蓝牙通信模块

本案小区物业公司主要坐落于一楼,供水设备一般在地下一层,两者之间若采用有线通信将需要架设较长的电缆线,而且施工麻烦。如果物业公司中途更换办公地点,又需要重新布线和施工。所以本文采用无线蓝牙通信技术,通过无线进行数据传输,避免了架设电缆线的困难。

蓝牙(Bluetooth)[4]是一种短程无线电技术。工作在2.4 GHz的ISM频段,该频段在全球范围内属绿色免费频段,使用该频段无需向无线电资源管理部门申请许可证。蓝牙采用了快速跳频(Frequency Hopping)方式来扩展频谱(Spread Spectrum),将2.402 GHz~2.48 GHz频段分成79个频点,相邻频点间隔1 MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后,再跳到另一个频点发送,而频点的排列顺序则是伪随机的,每秒钟频率改变1 600次,每个频率持续625μs。这使得蓝牙技术比其他系统如数传电台、无线Modem等都更稳定可靠。

本文选用西门子S7-300/400系列的PLC蓝牙通信模块FS-BT-MPI[5],如图3所示,它是由四星电子自主研发生产的工业级蓝牙MPI适配器,实现计算机或触摸屏等装置的RS232口或USB口到西门子S7-300/400系列PLC的MPI口的蓝牙无线数据通信。

该通信套件可完全替代传统的编程通信接口适配器,如PC/MPI、USB/MPI、PC Adapter等。无需改动原有串口的通信协议和各种编程软件、监控软件等,无需设置,即插即用十分方便,不失为近距离串口无线通信的最佳选择,特别适合使用在以下场合:(1)移动或旋转的设备之间的串口通信;(2)河沟对面、公路或铁路对面的设备之间的通信;(3)其他所有不便于敷设电缆的设备之间的通信。由于该蓝牙串口产品全部按工业级设计,除全部采用工业级芯片外,在RS232/RS485/RS422各端口以及电源端口,均设计有浪涌保护或防雷击保护电路。对于电源则采用宽电压输入,不怕电源抖动变化的影响。同时输入的电源经内部DC/DC模块隔离后,给电路板供电,这样输入电源可取自任意设备,而不必担心共地干扰可能引起对设备的损坏。每套由FS-BT-MPI由两只FS-BT-MPI模块组成,一只连接到上位机的RS232口或USB口,另一只连接S7-300/400系列PLC的MPI口(RS485接口),出厂时已配对设置好。只能在配好对的两只FS-BT-MPI之间建立通信,不同对的蓝牙模块不能混用,各对的通信互不影响,就像汽车的遥控钥匙只能打开与它配对的汽车一样。模块面板上有4个发光二极管指示灯,可以通过该指示灯判断出模块的工作状态,如表1所示。

两只模块上分别有三只拨动开关,用于设定蓝牙通信的波特率,如表2所示。考虑到本系统参数的变化不是很快,且需要通信的数据量也不大,所以本文选用的波特率是慢速的19 200 b/s。这样既能满足系统的需要,也能获得足够高的通信稳定性和可靠性。

2.3 上位机及监视软件

上位机即是一台PC计算机。监控软件将现场设备采集的信号以图形及数据的方式在显示屏上显示出来。常见的监控软件有组态王、Web Access、Win CC等,本文选用组态王6.53版本作为系统的监控软件。

3 监控系统的软件

监控系统的软件主要由PLC程序和上位机组态软件两部分组成。

3.1 PLC程序

该部分程序包括主程序和100 ms定时中断服务程序,如图4所示。主程序完成定时器、蓝牙通信的初始化,然后就等待定时中断的进入。每当100 ms时间到后,就进入了服务子程序。首先查询蓝牙通信有无数据输入,如有,则先接收再存储。接着判断收到的数据中有无远程(紧急情况下,在物业办公室)启停泵请求,若有,则先启动或关停相应的水泵,以达到快速调节管路压力和流量的目的。然后计算压力、流量的值,并判断有无故障点,如有,则生成故障号。最后将压力、流量和水泵状态等数据一起通过蓝牙发送出去。

3.2 上位机组态软件

通过组态上位机软件,本文能在计算机显示屏上设置一些按键,并定义成相应的泵号,紧急情况下可以按下按键,达到远程控制水泵的目的。借助于蓝牙通信,可以将接收到的水泵状态、管路压力和流量等值,通过显示窗口或棒状图的形式显示出来。再结合预测、统计、数学模型、空间分析等手段,根据经济、技术指标和实际情况,进行优化控制反馈,完成对供水管网调度、设备管理等各个环节的合理配置。

本远程监控系统除了可以实现用户对数据实时监控的目的,还可以完成其他辅助功能,如报表功能、数据曲线分析功能,都为供水管网系统提供了可靠的数据。该系统经过在宁波港务局大楼的几年运行,证明了系统不但可靠性高,而且大大提高了安全性和工作效率,保证了供水质量,满足了日益增长的用水量的需求,具有显著的社会效益和经济效益。其固有的先进性、实用性、扩充性、安全性、可靠性,使其必将在供水行业越来越广泛地推广应用,为供水行业的发展做出更大的贡献。

参考文献

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[4]何荣森,王宏宝.蓝牙技术及其硬件设计[J].电子技术,2001(4):13-16.

论远程监控系统在港口设备中的应用 第8篇

改革开放30年以来, 沿海、沿江等地区港口经济的发展成为了我国经济一朵亮丽的奇葩。港口经济的快速发展使港口机械逐渐向大型化、高速化和自动化方向转变, 对港口机械的管理和监控提出了更大的挑战。当前, 计算机网络技术发展速度一日千里, 现代远程监控技术更是集计算机技术、通信技术和网络技术为一体的现代化监控技术, 发展现代远程技术具有广阔前景。因此, 若将现代远程监控技术应用于港口设备的监控和管理中, 将显著提高港口机械的管理水平, 大幅度提升港口的经济和社会效益。

二、港口装卸设备概况

港口装卸机械是港口用来完成船舶 (车辆) 装卸、库场堆码、拆垛与港内运输, 以及舱内、车内、库内作业的各种机械的总称。其主要作用是对各种货物进行装卸和搬运, 用机械化来替代原来的手工劳动。采用港口装卸机械不仅解放了人力, 还能大幅度提升港口劳动生产率, 提高车辆、船舶的周转率, 缩短船舶停靠时间, 有利于建设现代化、高水平港口。

(一) 港口装卸设备的分类

根据交通部颁布的《港口装卸机械管理规定》, 港口装卸机械可分为四大类:起重机械、输送机械、装卸搬运机械和专用机械。

起重机械是用来进行升降或兼水平运移货物的机械, 属于间歇式运动设备, 具有工作过程往复和短暂等特点, 起重机械又包含简单起重机械、起重机和升降机几种, 港口使用最多且结构最为复杂的是起重机, 如装卸桥、龙门起重机、门座起重机都属于港口使用比较多的起重机械。

与起重机械短暂、间歇特点不一样的是, 输送机械通过连续运动来运输货物, 其工作特点是其行程必须沿着一定的固有路线, 货物的装、卸都是在运动中完成的, 无需停车。常见的输送机械包括带式输送机、带斗提升机和气力输送机等等。

装卸搬运机械也是用于货物、车辆的搬运和堆码, 但是与输送机械不同, 装卸搬运机械属于无轨运动, 因此, 其运动方向不定, 行程不定, 工作也以短暂运输为主, 常见的装卸搬运机械有叉式装卸车、单斗装卸车、平板车等。

第四类港口专用机械是根据港口装卸作业特点, 为某一特殊货种、特殊搬运环节而专门制造生产的, 可用于提高港口装卸作业化水平。一般而言, 港口专用机械包括散货作业专用机械、杂货作业专用机械和集装箱作业专用机械三类。

(二) 港口装卸设备的特点

总体而言, 港口装卸设备所具有的最大特点就是间歇性使用和装卸强度大的特点, 这是由装卸运输设备自身的特点所决定的。

首先, 间歇性使用的特点, 因此其设备利用率水平比较低, 全国港口目前平均来看约为百分之三十左右。其次, 装卸强度大是由港口运输物资大都是集装箱、堆码货物等造成的。由于装卸设备的装卸强度大, 一旦设备出现任何故障, 都可能给生产带来很大影响, 甚至导致港口整个系统的崩溃。除此之外, 港口装卸设备还具有分布广、地域覆盖分散, 单机价格大等特点, 因此, 对港口设备进行远程监控非常必要。

三、港口设备管理与控制的结构模式

当前, 我国大都采用了四级式的港口设备管理与控制模式, 由下往上依次为设备层、码头层、公司层和港务局层。

设备层主要用于监控和检测设备, 如门机、岸桥的四大运动控制等, 因而设备层能够完成各种运动设备的控制和各种静止设备状态的监控。

码头层从控制结构上看高于设备层, 其作用是联系设备层的各个设备, 保证各个的设备协调运行, 各司其职。如保证前沿设备的安全及其与其它设备 (如场地设备) 的协调工作;对设备层各个设备的运行状况进行采集, 监测和诊断各个设备的运行情况。

码头层上面的是公司层, 该层一般基于公司系统的局域网络, 主要发挥管理和控制功能, 一般来说, 它可以直接访问设备层, 但是不能直接操作设备。其主要任务就是通过对生产任务的分解、调度和管理以及各种设备运行参数、运行性能的分析进行生产安排, 并及时将统计设备运行状况, 并及时形成统计报告上传港务局。

处于设备管理与控制模式最顶层的是港务局层, 港务局层主要基于港务局系统的局域网或整个地区的区域网络。该层主要发挥宏观控制和管理功能, 可以随时访问设备层、码头层和公司层, 负责全局主要生产设备的数据集成、数据分析。

由于各层中设备运行和管理等相关人员所处的位置、工作重点均不一样, 因此, 他们关注的点也不一样, 如设备层人员重点关注单机设备的运行状况, 码头层则关注整个码头的运行状况以及故障多发点, 公司层更多将目光停留于公司设备的综合利用率以便确定检修计划;港务局层则关注整个港务局的投资收益以及设备的利用率等等。

四、远程监控系统在港口的应用及存在的问题

前面已经分析过, 港口设备众多、种类繁杂, 如何实现整个港口设备的监控和管理, 发展现代化的远程监控系统势在必行。当前, 实际中使用的远程监控系统主要有两种——基于PLC的远程监控系统和视频监控系统。下面分别予以简要介绍。

(一) 基于PLC的远程监控系统

随着大规模集成电路技术的发展和制造工艺的不断提高, 可编程控制器 (简称PLC) 的外围接线已经大为减少, 仅约为最初的1/3, 并且很多控制触点就已经改为了无触点开关, 不仅故障率越来越低, 抗干扰水平也越来越高。因此, 采用PLC构成的港口远程监控系统越来越多, 如天津港构建了远程起重机监控系统用于起重设备的远程监控, 南京港某基层公司七个泊位10台10顿门机有6台都进行了PLC、变频器调速系统的改造, 改造后平均故障率降低了一半以上。总的来说, 以PLC构成的远程监控系统大都采用C/S (客户端/服务器) 或B/S (浏览器/服务器) 工作模式, 应用成熟的组件软件进行开发, 通过监控细节的选择, 兼具故障报警、故障追忆、故障统计以及生产报表等功能。

(二) 视频监控系统

当前, 港口视频监控的前台一般采用摄像机加网络视频服务器进行图像采集、压缩和传输, 后台是视频监控管理系统, 由于网络视频服务器体积更小, 安装和拆卸也更加方便, 因此, 在港口视频监控中前台的应用越来越多, 而对于港口设备的远程监控而言, 后台的视频监控管理系统的能力大小直接决定了远程监控的质量, 因此, 对后台系统进行管理、控制和研发愈加凸显其重要性。一般而言, 后台网络视频监控建设方案可以分为以下几个部分:前端摄像机接入, 网络视频接入, 复杂地区无线网络视频接入, 网络传输系统, 监控中心建设。需要提到的是, 监控中心建设可根据港口实际情况, 分级分层建立多级网络监控体系, 如港务局级、地区级甚至交通部级监控中心。

(三) 存在问题

当前, 从事港口远程监控系统开发的公司有很多, 如安川 (YASKAWA) 、西门子 (SIEMENS) 、富士 (FUJI) 、北亚中秀等, 但是, 总体来看, 各公司开发的远程监控系统还存在一些共性的不足问题, 如:第一, 通用性不强。一个公司的监控系统往往只针对特定的PLC, 与其它厂家和数据进行交换和支持的力度不够;第二, 与使用者沟通不畅。当前远程监控系统更多的偏重于电气设备的故障监测, 对其它设备故障, 如机械振动故障、润滑、误操作等监控点的设置不足;第三, 监控功能不尽完善。每个港口的实际情况是不一样的, 但是各个公司开发的监控软件提供个性化服务功能的较少, 如港口亟需故障过滤功能, 很多公司则不能提供;第四, 监视功能较强, 控制功能则比较弱。此外, 监控数据的利用和处理等功能也比较弱, 导致其可变更性比较差。

五、结语

随着港口规模的不断扩大, 对港口设备进行远程监控、减少现场操作势在必行。当前, 远程监控系统在港口应用越来越多, 但是还存在着不少问题, 未来, 港口远程监控系统可在系统开放性、网络透明度、数据采集与传输速度、系统事故处理与控制等方面加大开发力度, 以期在港口调度与管理中发挥更加重大的作用。

参考文献

[1]刘军、刘飞、谢志江等:《网络化设备远程管理系统模型》, 《重庆大学学报》 (自然科学版) , 2005, 28 (5) :19-23。

远程设备监控 第9篇

传统的工业设备监控系统大多基于PC运行,工作人员必须在监控室内进行操作。移动互联网的发展为系统的研究提供了新思路。文献[1]指出,未来物联网中移动终端随时随地可用的特点,将加速物联网的发展,并使其延伸至工业领域。随身携带是移动终端区别于传统监控系统的重要特征,结合数据推送技术,可提高监控系统的自动化水平。

目前该领域已经有一些初步的相关研究出现,如基于移动流媒体技术的视频监控系统[2],实现了对生产现场的实时视频查看;利用手机作为智能家居的远程操作端[3],实现远程控制功能;还可对简单生产过程参数的检测,如观察农业生产的数据等[4]。结合移动端独有的特性,如数据推送、地理定位、社交媒介等功能丰富传统监控系统的功能,是今后研究的重点。

Android操作系统作为主流移动操作系统,具有开源、开放的优点,本研究选择其作为移动客户端的实现平台。同时,本研究使用Java Web技术实现面向Android客户端的数据服务器,并使用Spring、Spring MVC与Mybatis框架编写服务器[5]。

本研究在说明系统的总体设计,介绍系统关键技术的基础上,最后给出系统的测试情况。

1 系统总体设计

1.1 系统拓扑结构

系统的拓扑结构如图1所示。

在原有的系统中,每台设备安装有一台嵌入式终端,称为机载“黑匣子”,基于Linux系统实现,具有以太网和3G通信模块,能解决底层数据采集设备与监控中心之间通信协议与信道不一致的问题。底层的数据被PLC采集后通过以太网发送给黑匣子,黑匣子的通信程序将数据打包并经过3G模块利用VPN将数据发送到数据库服务器,数据库服务器上的数据解析程序将不断接受数据并存入数据库,数据库服务器仅能通过VPN被广域网访问,对所有数据进行统一的管理。另一台服务器面向外网,从数据库服务器中获得数据,并响应Android客户端的数据请求。

该系统在传统的远程监控系统的架构之上,增加了面向客户端的服务器程序,无需附加其他设备,具有很好的拓展性,能兼容以往的系统。

1.2 服务器架构

系统架构采用了C/S模式,即客户端/服务器模式,服务器直接将数据传输到客户端,不用考虑客户端的视图呈现,这种架构减少了B/S模式时向客户端传输HTML页面时的流量消耗。该系统中服务器程序包括两部分,一部分用于响应实时数据请求,与客户端的通信是基于连接的,作为一个单独的进程运行;另一部分响应用户的HTTP请求,发布并运行在在Tomcat容器中。

本研究基于SSM框架对系统进行层次划分,并将层次间的耦合降到最低。SSM由Spring、Spring MVC、My Batis 3个开源框架组成。其中,Spring是一个轻量级的容器框架,旨在简化JAVA开发,其核心思想是通过依赖注入(dependency injection,DI)和面向切面编程(aspect oriented programming,AOP)降低耦合和对常规JAVA对象的侵入性,将其他框架整合为一个复杂的系统,并实现了对象生命周期的管理[6]。Spring MVC是Spring的子框架,基于MVC模式。My Batis则是一个数据持久层框架,消除了JDBC繁琐的代码以及数据库结果集的检索,可使用简单的XML或注解用于配置原始映射,将接口和Java对象映射成数据库中的记录。SSM框架集的应用使得服务器开发变得快捷可靠,具有优良的拓展性。

采用SSM框架后,服务器架构如图2所示。

各组成部分说明如下:

(1)拦截器(Interceptor)。包括用户登陆拦截器、用户请求预处理拦截器等,它们组成了链式结构,前者用于检验用户是否登录,后者用于处理用户请求的首部信息、记录用户操作历史、向响应中写入HTTP首部信息。

(2)控制器(Controller)。控制器负责响应用户的URL请求。Spring MVC的Dispatcher Servlet将用户的请求根据URL分配到不同的控制器进行处理,每个控制器可以响应多个不同的URL请求。

(3)定时任务(Schedule)。负责完成需要定期完成的任务,如定时扫描是否存在新的报警信息以及定时进行设备的故障诊断、评估等。

(4)服务(Service)。服务向上层模块提供了调用接口,本身则负责从下层调用DAO接口访问数据库和调用第三方接口。

(5)数据访问对象(Data Access Objects DAO)。DAO提供了数据库访问的接口,Mybatis通过接口与XML文件映射动态生成DAO的实例,完成数据库操作。

1.3 客户端程序架构

根据大型设备远程监控的基本要求,结合移动端特征,面向移动端服务的系统,需要满足以下基本要求。

(1)快速预览。企业往往存在多台设备分布在各地,通过地图可以直观展示设备的地理位置信息,地图上还可展示各个设备的实时状态,有助于方便快速查找异常设备。

(2)查询设备信息。能够通过互联网访问系统数据库当中的设备、零部件、传感器、相关人员、供应商等信息。

(3)查看实时数据。系统能够高效可靠地进行实时数据通信,通过图表和数值形式直观展现当前设备的运行参数和状态信息。

(4)查看历史数据。能够根据时间区间选择并查看历史运行的状态,并能生成报表文件。

(5)数据推送。移动应用能克服地理与时间的限制,使得工作人员能够随时随地获取系统数据,同时系统也能随时将系统的状态的变化、预警等信息即时反馈到相关人员手中。

根据上述需求,本研究设计的客户端界面跳转流程如图3所示。

系统采用的通信手段与传输的数据类型有关。本研究将系统数据分为3类,第1类属于设备的基础信息,变动性小,采用HTTP访问,并采取持久化缓存机制;第2类数据不断更新,需要实时获取;而第3类数据为故障诊断系统生成的数据,随时可能变动,并需要服务器主动发送到客户端,涉及到数据推送技术。设备数据分类如表1所示。

笔者根据上述需求可制定系统通信方案,如图4所示。

其中,HTTP请求主要用于向第1类数据请求,并增加了客户端缓存机制减少通信量;对于有安全性要求的通信,利用HTTPS协议,通过SSL进行数据传输;对于实时数据,则使用了TCP长连接,并在应用层制定了协议;此外,利用第三方推送云平台实现了数据推送功能。

2 系统的实现

2.1 数据的序列化与反序列化

数据在服务器与Android中都以Java对象的形式存在,但在通过网络传输时要经过相应的转换,这涉及到数据的序列化与反序列化。序列化是将对象状态转换为持久化的或可传输的格式的过程。与序列化相对的就是反序列化,它将数据流转换为对象。JAVA语言提供了Serializable接口,可自动实现对象二进制序列化,具有很高的效率,但是这种依赖于Java语言的机制并非最佳选择。目前,JSON和XML等平台无关的交换格式应用广泛。

JSON(Java Script Object Notation)是一种轻量级数据交换格式,采用键值对文本存储数据,使用“[]”表示数组,“{}”表示对象,可以表达各种复杂的数据结构。文献[7]对JSON、XML的开销、传输时间以及反序列化的效率进行了量化比较,结果表明,相比于XML格式,JSON格式的数据大大降低了反序列化时的冗余度,同时,使用JSON格式可减少网络流量。

在该系统的开发中,本研究使用了统一的JSON格式作为数据传输格式,其结构为:

{"code":0,"status":"ok","data":{}}。其中code为状态码,表示了本次请求的状态,code为0代表成功,非0则代表异常。status字段作为辅助字段,说明了状态码的含义,这些状态包括:成功、密码错误、登陆异常、未登录、无权限、参数错误、服务器内部错误、验证码错误、新版本存在等。data字段中保存了本次传输的数据,这些数据同样以JSON格式嵌套其中。

Android SDK中提供了JSON的序列化工具类org.json.JSONObject,可将JSON字符串反序列化为JSONObject对象,可通过get X(String key)方法获得key对应值,其中:X代表返回值类型,如Long、String等。

但该方法有局限性,即不能将JSON字符串完全反序列化为实体对象,开发过程中必须准确地按照字段的名称和字段的类型获取键值,降低了开发效率与可移植性。针对该问题,开源工具Fast JSON提供了更为便捷的办法。Fast JSON可将JSON反序列化成对象。以如下实体模型类为例:

以下JAVA代码说明了两种反序列化工具使用的对比。

可见,使用Fast Json后,可直接使用User的实例进行操作,大大提升了程序的可移植性和可靠性,简化开发复杂度。

2.2 持久化缓存

为了减少在网络中传输的重复数据量,应采用数据持久化缓存策略,Android中的缓存的策略有SQLite数据库、缓存文件、Shared Preferences等[8]。

Shared Preferences以键值对的形式保存数据,用于少量数据的保存,不适用于网络数据缓存。SQLite是一种轻量级的关系型数据库,基于文件操作,在程序中运行时没有专门的服务进程,效率很高,但其本质上仍然是对文件操作,在数据查询过程中,需要大量文件读写操作。

本研究采用了文件缓存机制,原因如下:一是缓存数据具有时效限制,单靠SQLite难以实现;二是可减少代码量,在读取网络数据和本地缓存使用同样的解析代码,避免在程序中加入大量SQLite操作代码。程序根据是否存在可用的缓存数据决定是否重新请求数据。在该系统中,设备本身的基础信息变动不大,缓存的有效期限比较长;而对于某些具有变动性或生命周期极短的数据则需要设置较短的缓存时间或不缓存。

缓存使用程序的默认缓存目录,该目录在无Root权限的情况下仅本应用程序可以访问,保证了用户数据的私密性。在程序内,不同的用户具有独立的缓存,缓存以请求的URL作为键值,将通过该URL得到的响应实体作为缓存内容。缓存数据均设置有效期。

本研究采用开源轻量级缓存框架ACache作为缓存处理工具,程序在获取网络数据时,采用的缓存机制如图5所示。

2.3 实时数据传输

客户端和服务器使用TCP连接交换JSON字符串实现了实时数据传输,客户端与服务器的数据字段如表2、表3所示。

注:op_code标识的操作类型包括用户验证、请求传感器数据、更改刷新频率、切换传感器列表、暂停、重新开始、心跳信号等;sensor_id、interval、session_id等皆保存在parameter字段中

注:request_id表示这是属于用户哪次请求的响应;sensor_id与value保存在data中

实时传输基于TCP连接,在应用层采用了如下交互协议:

(1)客户端建立TCP连接。

(2)验证请求合法性。客户端将会话的ID发送给服务器,实时数据服务进程先向Tomcat服务器发送一次HTTP请求验证用户合法性,对于不合法的请求,服务器返回错误码,并主动关闭连接释放资源。

(3)开始数据请求。客户端在parameter字段中告知服务器需要查看的传感器的ID以及刷新时间间隔,实时数据服务程序查询将实时数据、时间戳发送给客户端。此后,服务器按照用户指定时间间隔或默认间隔定时发送数据包。

(4)切换传感器列表。客户端切换传感器列表时,将重新生成随机的request_id,再次向服务器发送一次请求。

(5)客户端在实时数据暂停传输时向服务器定时发送心跳包以防止客户端地址被运营商回收,这个时间间隔不大于10 min。

(6)客户端关闭TCP连接,通信结束。

2.4 数据推送

远程监控中心常常有一些数据需要主动发送到客户端,如某些零部件发生故障时向用户主动发送故障报警,或者在对设备的运行状态进行故障诊断预测后,向用户发送报警信息,以及时要求用户采取措施进行预防和维护。这需要数据推送技术来实现。

目前Android数据推送技术较多。Google官方提供了GCM(Google cloud messaging)服务,它采用统一的应用推送服务进程,可减少手机内维持的后台进程数目,节省系统资源,但国内该服务限制颇多。轮询(Polling)技术定时向服务器发送HTTP请求,这种技术实现简单,但是不断建立和断开连接的开销很大。更优的方法是建立TCP连接,基于此方法的协议主要有MQTT[9](message queuing telemetry transport,消息队列遥测传输)和XMPP(extensible messaging and presence protocol)。

系统也可采用第三方的推送服务,如极光推送、百度推送等。使用时须在程序的Android Manifest.xml文件中注册相应组件。以百度推送为例,使用时需注册百度推送的BroadcastReceiver与Service组件。百度推送的后台通信服务运行在一个独立于该应用程序进程的名为bdservice_v1的进程中,保证了单一终端上使用百度推送的应用共享一个服务进程和一条TCP连接,有效降低资源消耗,并保证推送服务和应用程序的独立性,关闭应用进程时,推送服务不受影响。

百度推送的后台服务进程在接收到新的推送消息时,会发出一个广播事件,因此需要在程序中创建一个BroadcastReceiver组件作为该广播事件的接收者。百度提供了继承自BroadcastReceiver的抽象类Push MessageReceiver,并提供了处理推送消息的回调接口onNotification Clicked、on Notification Arrived、on Message供开发者重写。这些接口用于处理两种不同的消息类型:透传消息和通知。透传消息到达时不会在通知栏展示,而是静默回调on Message方法;通知到达时会调用on Notification Arrived方法并将消息显示在通知栏中,用户点击系统通知栏的消息时,on NotificationClicked方法会被回调,重写该方法,可利用Android的Intent机制进入到程序完成相关处理。

3 程序测试

3.1 服务器运行环境

该系统实验环境下的监控对象为分布在各地的大型港口设备,每台设备上均安装了大量传感器。在该系统之前,已有数据采集、通信、数据库、数据库管理系统等基础。该系统在原有的服务器主机上,安装了Java运行环境与Tomcat服务器。服务器端程序开发完成后打包为war文件,发布在Tomcat容器中。该系统服务器操作系统为Windows Server 2012,Tomcat运行在Java 8环境中,采用的数据库为SQL Server 2012。实际结果表明,服务器能长时间稳定运行。

3.2 客户端界面

移动互联网时代,界面友好性是程序的重要评价标准,但移动客户端在工业领域的应用尚在起步阶段,目前产品界面与交互设计方面有待研究,本研究在客户端的界面编写中,遵循了Google官方推荐的Material Design规范[10],以提高程序的美观性。

用户登陆后将进入首页,首页的地图利用不同颜色的图标对不同地点设备的状态进行标注。点击图标,将会出现的弹层如图6(a)所示,展示设备的信息并定时刷新设备的重要传感器的实时数据。从左上方的导航键切换页面,还可实现对设备各种信息的查询,如图6(b)所示。客户端界面如图6所示。

3.3 客户端报警推送

服务器通过定时任务检查新报警,报警数据将被推送到客户端,显示在通知栏内,如图7所示。

实验表明,警报推送信息到达客户端的时延在2 s以内,基本满足警报推送的实时性要求。

4 结束语

移动智能终端在工业领域的应用,能促进工业领域的商业模式和生产模式转变,具有重要意义。本研究基于Android系统实现了实时数据、数据推送、信息查询等功能,拓展了传统远程监控系统的功能;在服务器的开发中使用了多种开源框架,提高了系统可移植性。该系统还适用于其他应用场合,如智能家居和各种工业监控领域。

本研究更进一步的发展方向是实现远程控制,通过网关向局域网内部控制网络发送控制指令完成操作请求;同时,也可利用故障诊断与预测等技术,进一步使系统自动化、智能化。此外,由目前系统还只适用于Android系统,具有一定局限性,还可采用基于HTML5的跨平台Hybrid开发技术使本研究拓展到其他移动操作平台[11]。

参考文献

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[10]GOOGLE,Material Design[EB/OL].[2016-07-02].http://material.google.com.

远程设备监控 第10篇

1 远程监控系统的总体概括

远程监控系统是一种新型的远程控制软件, 在一定的情况下还能够当木马程序来使用, 还可以在网络上通过一台电脑来控制另一台电脑来实现监控。所谓的远程并不只是指距离, 而是指在局域网中的进行控制。同时, 值得一提的是, 远程控制并不是指操作上的监控控制, 而是在我们上网浏览、下载时, 存储在远程的被控电脑上的, 其主要是由操作者由对鼠标和键盘的操作来实现的。

2 远程监控系统的分类

通常所说的机电设备的远程监控系统是指由前端设备、网络客户端、图像处理和传输设备三个部分组成的。但是, 在很多情况下, 系统都是按照监控系统的应用和控制模式来划分的。

2.1 按照监控系统所应用的网络划分

在远程监控系统的应用中常常依托TCP/IP网络的数字监控系统和矩阵加光端机的模拟监控系统来支撑的。在很多情况下, 系统的设置都有内部和外部的区分, 可以将远程监控系统分为专用的网络远程监控系统和公共的互联网远程监控系统。

2.1.1 专用网络远程监控系统

由于信息的复杂化, 很多信息在得不到有效分类的时候, 时常影响着内部的工作。设置属于自己内部的专用远程控制系统, 就可以使信息的传输和接受显得更有条理性。同时也能够使信息的准确性得到保证。这样, 个人在对信息浏览时, 也能够更加方便的找到自己需要的信息, 避免了由于网络混乱, 所造成查询信息的滞后。

2.1.2 公共互联网远程监控系统

信息的获取需要一个规范的系统程序来完成, 建立公共的互联网远程监控系统, 能够更好的实现信息传输的远程监控目的。但是, 在一个公共的互联网社区中, 信号在受到外界的干扰时会使网络的信息发生变化, 使正在进行通讯的双方路径的发送, 发生一定的变化。在这种情况下, 信息在传输过程中就保证不了准确性。

2.2 按照远程监控系统控制模式来划分

按照远程监控系统控制的模式可以将远程监控系统分为保持型远程监控方式、完成型远程监控系统。

2.2.1 保持型远程监控方式

保持型的远程监控仅仅可对机电设备的系统发出控制命令, 这种上网监控设备是自主来完成监控命令的。这样, 监控设备就要有一定的智能化, 有处理现场意外事故的能力, 通过自主的监控系统实现无人的监控目的, 更好的应用于由于人力限制和环境过于危险而不能到达的地方。

2.2.2 完成型远程监控系统

完成型的监控系统仅仅向设备的控制系统发出命令, 由机电设备的专业操作人员来完成监控加工的任务。完全型的远程控制系统设备在本地控制的执行上是控制设备的执行机构, 在所有的操作控制上都由远程监控系统来完成。这种方式的控制设备能自主的完成控制命令和发送远程监控的系统监控报告。由于完成型的监控系统设备常常应用于一些特殊行业, 所以在设备的发送速度上, 完成型的监控系统设备对信息传送的速度反应要求很高。

3 远程监控系统中的问题

3.1 基于WEB的远程协同监控系统平台的构建

现在很多远程监控设备的发展都处于一种连续混合和极具分散的状态, 在WEB远程监控系统的协同构建上就要不断的满足这种连续混合和极具分散的状态。

构建WEB的远程协同监控平台能够适时地解决在异地环境状态下造成的混乱状态, 实现资源中各个系统的协调操作性和资源的互访性。在互联网网络技术的持续发展和变化中更好地实现不同监控系统平台的异构协调的工作体系。

3.2 监控效用信息

现有的监控环境存在着信息数据的不足和过度的繁杂, 远程监控系统原本就受制于网络通信本身技术上的不足, 这种现象就使得传输数据量在监控上实时降低。远程监控系统在网络本身技术方面的不足, 使传输的数据在监控的实时性上不断地降低;同一方面, 对远程监控系统的投资不断地加大和实时采集大量的生产数据, 使得离散型的生产管理无法集中生产, 其最主要的原因就是由于对远程监控中所采集的信息数据、生产管理上的信息数据的格式以及存储的方式不同、难以集中造成的。

4 案例分析

在目前通过实现远程监控对本地及外地的生产设备进行控制、检测的应用中, 深圳安普电器股份有限公司是我国有名的家电企业。近年来, 正在不断的收购和兼并本地和外地的企业, 实现着一个完善的生产监控系统。深圳安普电器股份有限公司在企业的生产过程中不断地对生产设备进行定期的维修和检查, 有效的对机电设备的故障预警进行规范化的诊断, 同时委托很多知名的大学向公司的生产线实施全集成的网络智能化的远程监控系统, 在减低成本的条件下不断地提高产品的质量, 借以提升企业的社会竞争力。深圳安普电器股份有限公司在网络的监控平台上同样是以WEB技术为基础, 通过ASP编程来实现。在此应用中可以保证健康系统的可扩展性、通用性, 来实现企业的跨平台的分工合作体系。这样该企业在面对不同领域的技术人员、领域专家时, 在设备问题的研究分析中就能及时合理的进行分析研究。方便用户之间的信息交流, 使网络这个平台更加的规范合理。

5 结束语

21世纪是计算机技术和网络通信设备的大平台, 本文结合具体的应用项目对家电设备在远程监控系统的应用进行分析, 详细的讲述了利用互联网技术、监控效用信息理论在设备、接口、结构、技术人才的兼容、改造利用情况下企业网络化的发展方向。这样就有效的解决了原有的远程监控诊断平台, 为现代化的信息产业发展提供了更加便捷的技术应用。在对于机电设备的远程监控系统的实现, 这一系列的实施方案能够为我国的机电设备制造业注入新的生机与活力。

摘要：目前社会是一个信息迅速发展的社会, 在现代信息社会应用中的远程监控系统正在不断地发挥着重大的作用。面对着目前远程监控的发展和对机电设备的发展需求, 远程专家和维修人员通过JavaApplet的WEB发布并开发了一种由浏览器对设备实现监控的新型远程监控系统。

关键词：WEB,远程监控,JavaApplet

参考文献

[1]徐英卓.基于B/S的远程钻井事故诊断专家系统研究[J].计算机工程与应用, 2009.

[2]刘大成.远程监控系统中智能化协同技术与监控信息理论研究.国家自然科学基金会委员会材料与工程学部研究报告, 2008.

[3]程立辉.基于WEB的远程生产监控系统.网络化敏捷制造2008年度会议论文集, 2008.

电力设施远程监控设计方案研究 第11篇

关键词：电力设施;远程;控制;通信网络

在偏僻的地域或海岛上，由于供电条件的限制而采用风电或光伏发电。与生产生活密切相关的通信网络，并不能都覆盖。

计划实施的一项工程，采用风电和光伏电站供电。设计条件中，要求将所建电力设施和电站进行远程监控，实现无人值守、少人值守，区域检修。为将来采用辅助专家系统、故障预警诊断、系统运行优化做基础。根据现场条件和技术要求，我们进行了技术方案研究和控制开发。

一、系统设计目标

1、监控系统分层

远程集中监控系统设为两层。第一层为风电、光伏和电力设施侧数据采集和命令执行。第二层为远程集控中心集中监视与控制，满足安全运行和管理要求。

2、功能要求

2.1第一层风电、光伏和电力设施侧主要实现功能：

配置通信管理机，从电气自动化控制系统中采集设备数据，包括光功率预测、风功率预测、无功补偿、功率控制、电度计量、电流、电压、继电保护、故障录波等，并执行集控中心对电力设备的控制指令。

2.2第二层集中控制中心侧主要实现功能：

数据的采集与处理

实时运行数据监视与控制

综合数据统计分析及报表

重点区域视频监控

集中报警处理

事故追忆及故障滤波

2.3时钟同步数

在远程集控中心侧提供双授时服务，以北斗、GPS卫星作为时间基准源，确保远程集控中心的采集数据的时间一致性。

2.4数据采集与处理

系统的信号采集类型分为模拟量、开关量。模拟量包括电压、电流、功率、转速、风速、风向、温度等电气模拟量的实时测量。开关量包括事故信号、断路器及重要继电保护的动作信号等中断开关量，各类故障信号、断路器及隔离开关的位置信号、设备的状态信号等非中断开关量两种。

2.5过程画面监视

实时显示电力设施主要运行参数和设备状态。内容包括实时采集、计算、系统评估和人工置入的各种动态及静态运行信息。

2.6数据及系统的整合

整合各电站侧相关控制系统与非控制系统，完成所辖电站的数据融合与统一展示。

2.7远程控制

完成电站主要设备的控制，主要包括：

对断路器/隔离开关分、合的远方操作

对补偿电容器投、切的远方操作

风电光伏远方启动、停机、复位、限功控制等。

2.8集中报警处理

对随时出现的故障可进行声光和语音报警。语音报警包括预告报警和操作报警等内容。

2.9事故追忆

将事件过程中各设备动作顺序，带时标记录、存储、显示、打印，生成事件记录报告，供查询。

2.10故障錄波

通过相应的电力通信协议，接入故障录波数据。在集控中心侧对故障录波数据进行分析，判断电站各系统、线路和设备故障发生的确切地点、发展过程和故障类型等。

2.11统计分析、查询、报表功能

系统可以查询历史故障、历史数据、日志等，可以进行设备的故障报警统计和故障统计，并能够打印。能对所有生产数据进行综合处理、统计分析。

2.12节能分析与指标管理

建立指标管理体系，完成生产指标的计算与分析，实现指标的对标管理、指标控制以及评价管理等内容。

3、工程设计原则和实施要求

3.1实用性和完整性：配置一个功能完善、设备齐全、管理方便的智能控制及管理系统。

3.2可靠性和稳定性：在设备选型、网络设计、软件设计等各个方面充分考虑软件、硬件的可靠性和稳定性。

3.3安全性：

网络安全建设目的是保障内网安全，根据国家信息安全等级标准，网络安全设计采用防护—检测—准入—管理的思路，建设安全网络：

防护：部署业内领先的防火墙、安全网关、防泄密等设备，隔离内部和外部网络，防止来自外网的攻击。

检测：部署业内领先的入侵防御设备，及时检测发现入侵行为，并通过入侵防御技术，实现联动，及时阻止不正当行为。

管理：通过上网行为管理，规范内网用户上网习惯，提高内网安全。行为审计溯源，规避法律风险。

安全接入：通过VPN设备，对互联网传输数据进行加密，对移动接入用户进行身份认证和权限控制。保障互联网数据安全。

二、系统网络结构

1、电力通信、网络接入方案

在具备通信网络条件下，依托电力专线建设稳定、安全、可靠的监控信息化网络平台。集控中心的核心网络结构采用冗余双以太网结构。网络传输协议采用TCP/IP网络协议，网络传输速率不小于100Mbit/s，网络配置规模需满足系统远景要求。网络结构见图一

2、无线数传接入方案

在通信网络条件较差的区域，根据现场环境采用无线数传电台MDS的接入方案。无线数据通信网在整个系统中担任数据传递的重要角色。MDS电台具备高可靠度、高速率、远距离、组网和扩容方式灵活的特点。通过这一网络，现场设备运行数据和控制指令可以往返于主站和各个现场装置之间。电台主站采集到数据后，通过交换机接入集中控制中心网络。集控中心的核心网络结构采用冗余双以太网结构。网络传输协议采用TCP/IP网络协议，网络传输速率不小于100Mbit/s，网络配置规模需满足系统远景要求。

无线数传MDS电台传输距离与发射塔高度、接收天线高度、电台功率有关。传输距离较远时，可考虑在距离中间加装中继的方式。

三、软件平台配置方案

现场设备侧配置工控机作为前置机，安装IOServer采集器。IOServer采集现场远动数据，传输给集控中心的KingScada服务器、工业库服务器。

集控中心控制网的工业库设置采用冗余方式，通过IOServer采集器采集现场的数据，并进行存储为其他程序提供历史数据。

集控中心控制网的KingScada服务器采用冗余方式，通过IOServer与现场的设备进行数据交互。KingScada服务器主要进行报警处理、事件处理、数据统计、系统的登录服务对用户权限进行集中管理等功能。KingScada客户端作为操作员站，实现人机交互的所有功能。设置工程师站，实现对整个系统的管理、开发工作。

集控中心控制网设置计算服务器一台，安装KingCalculation软件进行数据统计计算工作。设置报警服务器一台，安装KingA&E软件进行现场设备的故障代码、告警代码报警处理工作。

设置历史回放工作站一台，作为事故回放使用，采用KingGraphic软件直接与控制网的工业库服务器进行数据交互。

集控中心控制网与管理网通过单向隔离网闸进行数据隔离，控制网的工业库通过镜像方式将数据传输给管理网。管理网设置WEB服务器一台，提供基于B/S结构的数据访问。

远程设备监控 第12篇

粉尘作为煤矿生产的伴生物, 是煤矿的五大灾害 (指瓦斯、顶板、矿尘、火、水) 之一。

随着各个国家对煤矿粉尘防治的重视, 煤矿粉尘防治技术也得到持续改善和发展。粉尘防治对策从单一措施防尘发展到综合防尘。但是我国的防尘设备多样化、差异化严重, 多数系统都是针对某一监控对象开发, 从而导致了信息资源不能共享。

我国现有各类煤矿26000多处, 其中国有重点煤矿就有600多个, 且基本都配置了矿井安全监测系统, 但均未配备防尘设备远程智能在线监控系统, 对煤矿相关测尘、控尘、除尘设备的监测和控制还处于人工管理的水平, 其运行参数的修改和调整必须在现场完成, 还没实现智能化和远程化, 而人有时候也会有百密而一疏的时候, 所以潜在的安全隐患随时可能发生。

据此, 本文设计煤矿防尘设备远程监控平台, 能够实现煤矿粉尘防治设备及装置全域联网远程监测和控制, 使煤矿粉尘防治规范化、粉尘管理科学化, 使我国煤矿工人的尘肺病发病率大大降低。

一、煤矿防尘设备远程监控平台总体方案

整个监控系统的结构如图1所示。其中底层是以各个现场监控系统及设备为主。包括井下的传感器系统、监控系统以及洒水装置等。协议转换网关、交换机、光端机等传输设备将防尘监控信息传输到井上。上端是系统显示平台, 监控中心主要向用户提供一个友好的界面显示采集到的数据, 方便管理者对井下的系统进行监测和控制。

(1) 防尘设备、装置是煤矿防尘设备远程智能在线监控系统的前端和节点, 首先开展防尘设备、装置的智能化、可远程监控的研发、升级改造, 使其具有远程数据传输、远程在线监控的性能。满足“即插即用”, 自动融入远程监控系统的要求, 使主系统具有可扩展性。

(2) 中继通信控制器是构建煤矿防尘设备远程智能在线监控系统的关键, 其完成防尘设备、装置与系统监控平台数据转换与传输。需要把底层防尘设备与装置输出的通用数据汇集、以串口或以太网的形式上传至监控平台, 并把监控平台的控制信息下发至指定的防尘设备、装置, 应具有较大的信息处理和传输能力[2]。

(3) 在完成上述硬件设备的基础上, 开发设计在通用操作系统平台上 (windows) 运行, 具有图形化监视和控制界面, 能兼容TCP、IP、HTTP、UDP等通用网络协议的远程在线监控系统平台, 要具有友的好人机界面, 综合稳定可靠的性能及开放性等特点。本系统选用微软公司的IIS, ASP.NET作为系统开发平台, C#程序设计语言进行设计开发。使用ASP.NET技术编写的平台, 编程模型和结构有利于生成更安全, 更稳定, 可伸缩的应用程序, 同时在该平台上可以用任何与.NET兼容语言编写程序。基于ASP.NET的远程监控系统实现了对各种监测对象的实时监控, 并具有实时故障诊断, 历史记录可查询、打印, 易于升级和扩展等诸多优点。

(4) 合理可靠的通讯和控制协议是系统的神经。通过其完成整个系统的监测控制。通过研究和试验, 形成较完善的系统控制协议标准。在数据的传输方面, 我们采用TCP/IP协议和多线程技术, 使用全双工通信, 保证数据的准确实时传输。为实现管理监控系统对现场采、测设备的检测控制, 必须有可靠、简洁的控制协议, 同时利于整个远程监控系统监测节点的扩展, 使系统具有开放性和很好的兼容性。对后续测除尘设备的联网检测和控制研究提供标准和范本。

整个系统要完成的主要任务就是对数据的处理, 包括数据的采集, 数据的传输, 数据的显示等。在系统构架的最底端, 是一系列的传感器, 由于我们主要研究的是防尘设备监控系统, 所以很多传感器都是针对降尘这一功效的。如图1我们可以看到粉尘超限降尘系统, 尘源跟踪降尘系统, 煤尘注水监控系统, 粉尘浓度传感器, 定时洒水装置等。

二、ASP.NET技术

在煤矿防尘设备远程在线监控系统, 对实时数据进行动态的显示在WEB页面上是最基本的要求, 由于普通的WEB页面都是静态的, 所以要实现动态显示这一功能, 就必须用到动态网页技术[3]。动态网页技术的原理就是当客户端用户发送动态页面先是请求时, WEB服务器就通过分析把保存的用不同技术编写的相应的动态页面交给解释引擎进行处理, 最后WEB服务器把解释引擎反馈回来的结果连同页面上的HTML内容一起传送给客户端, 这样就实现了网页的动态显示。CGI (公共网关接口) 技术是最先能够实现动态网页的, Microsoft的Asp技术和TCX的PHP技术以及SUN的JSP技术都是目前市面上比较流行的动态网页技术, 这些技术都有各自的优缺点。综合比较后, 我们最后选用了ASP.NET实现WEB应用程序。

ASP技术, 是较早推出的不需编译就可直接插入网页的WEB语言, 是微软开发的, 它是由服务器解释执行的, 客户端只负责显示, 所有的程序都放在服务器端执行。ASP有较好的扩充能力。ASP技术的工作原理如图2所示:

随着计算机技术和网络技术的发展, ASP.NET技术的出现, 对ASP来说有了很大的改变, 不仅仅是ASP的简单升级, 而是全新方式的动态网页的实现, ASP.NET技术相比ASP来说有如下改进:

1) 使开发人员动态的创建WEB内容变得更容易, 同时在创建复杂可靠的WEB应用程序方面也变得更加的简单, 降低了WEB应用程序开发的门槛。

2) 是ASP.NET是编译执行的, 运行的是服务器上的编译好的公共语言运行时库代码, 相对于ASP的解释执行来说, 不会随着访问的次数不停的重新编译脚本, 效率变得更高了, 这是一个非常主要的区别。

3) 开发的语言不同。ASP只能用non-type脚本语言来开发, 在WEB页面和客户端脚本中添加代码的方式相近, 代码容易出现混乱。而ASP.NET没有这种局限, strongly-type编程语言和.NET Framework都可以使用。

4) ASP把界面设计和程序设计混在一起, 维护和重用困难, 而ASP.NET把界面设计和程序设计以不同的文件分离开, 避免了上诉缺陷, 复用性和维护性得到了提高[4]。

三、系统数据库设计

数据库作为防尘设备远程在线监控系统的重要部分, 主要负责存储监控数据和日志信息, 它的性能会影响到整个系统的性能。

在对数据库进行设计时, 从多方面进行综合考虑, 来满足数据的实时监控和存取的需求[5]。主要有一下几点:

1) 数据的存储和可用性。2) 数据的低冗余性。3) 数据库的安全性。4) 数据库整体设计合理性。

煤矿防尘设备远程在线监控系统平台的数据库应该包括供电, 去尘, 通风, 报警等主要监测系统, 数据库设计的主要任务就是将这些零散单一的数据通过数据表关联起来, 数据库中的数据表主要分成系统参数表、实时数据表、历史数据表、系统用户表四种类型。在系统设计中, 对数据库表数据元素给出了一定标准。数据元素的数据类型使用以下四种类型:定长字符型 (Char) 、变长字符型 (varchar) 、日期和时间型 (Datetime) 、整数型 (Int) 。数据库表名和字段名均为中文名的拼音字符。

四、监控系统功能的具体实现

煤矿防尘设备远程在线监控系统是信息采集显示并处理的数据库管理应用系统, 它实现了井下各种传感器的数据的上传, 为煤矿管理人员提供全方位的监测数据, 从而保证煤矿的安全, 实现煤矿的综合性信息化管理。在进行设计时, 从系统的安全性, 友好性, 可扩充性和易维护易操作性等各方面考虑, 最终将本监控系统终端软件设计成以下七大功能模块:用户管理, 参数设置, 数据显示, 查询, 粉尘降尘, 报警显示等。系统功能模块图如图3所示。

下面以ZPA-63超限降尘装置为例, 超限降尘装置实时运行表包含设备名称、所属中继器、设备编号、装置粉尘浓度值1、装置粉尘浓度值2、装置粉尘设限值、装置光控延时值、喷雾状态、工作方式、运行状态和安装位置这十一项。用户通过这个表可以清楚地观察到每个降尘设备的运行状态。粉尘降尘设备运行状态界面如图4所示。

五、结论

本文主要从矿井粉尘的角度, 设计出一套先进、简便易于使用以及可靠性好便于维护的煤矿远程在线监控系统, 能够大大提高煤矿生产的安全性。本文参照了国家煤矿生产安全标准, 在结合现有技术基础的条件下, 对煤矿防尘设备远程在线监控系统进行了详细的需求分析, 提出了系统总体方案的设计, 阐述了系统最终实现的功能要求。可以实现的一些技术指标如下:

系统容量:单台中继通信站节点接入数为128个, 系统总节点数最大为256;

传输方式:全双工;

传输特性:中继通信站与测、除尘设备之间传输速率为9600波特/RS-485, 中继通信站到分站10M以太网。

粉尘监控设备信号类型:200~1000Hz (频率信号) 、0~5mA (电流信号) ;

数据传输误码率:≤10-8;

通信距离:≤10Km

输入电压类型:交流;

输入电压等级:380V、220V、127V;

输入电压允许波动范围:10%~15%;

最大工作电流:≤380mA;

最大工作电压:≤24VDC。

实验数据表明, 煤矿防尘设备远程监控平台, 实现煤矿粉尘防治设备及装置全域联网远程监测和控制, 使煤矿粉尘防治规范化、粉尘管理科学化, 使我国煤矿工人的尘肺病发病率降至国际水平, 杜绝粉尘爆炸重大恶性事故的发生。在填补国内空白的同时全面提升我国煤矿粉尘管理水平和防尘技术水平。通过该系统的应用, 可使井下除尘设备的远程启停、设备运行参数的远程调整能完全实现自动化, 为井下除尘设备发挥最大效益提供一个有力的支持, 为防尘设备的使用效果提供一个真实的、科学的评价数据。

参考文献

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[3]方兵.ASP.NET2.0网站开发技术详解[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[4]黄桂金, 宋强, 王占中.ASP.NET Ajax网站开发从入门到精通[M].北京:清华大学出版社, 2008.