工业设备远程信息监控系统探析

摘 要：从宏观角度阐述基于Modem拨号的点对点型和基于互联网的网络型技术形式，实现远程监测与故障诊断：主要包括诊断知识的表达、诊断知识的获取、扩展软件实现以及如何实现用户与诊断中心的交互。

关键词：远程控制；故障诊断；网络技术

随着电子商务、企业信息化、教育信息化等信息化进程的推进，整个社会的信息化程度不断提高。在人们的工作、生活中，信息处理变得越来越重要了。而作为信息处理的一种典型模式，企业等各类社会组织的“内部资源处理系统”迅速地发展起来，并逐步成为组织各种业务的基础设施。在这些内部资源系统的服务器和主机上，配置了大量的业务处理应用软件，存放了越来越多的数据。这些资源（软件和数据）与组织的各种业务紧密相关，已经成为组织的重要财富，在企业的发展中起着重要的作用。在全球化的商业环境中，一个大型的企业可能在全世界都有其正在运行的系统和产品，那么如何安全快速地远程访问这些系统，了解它们的运行情况呢？目前，企业资源的远程访问只能达到对内部文件的共享。多数的远程应用也不可能达到像在本地一样的方便。

随着互联网络的发展，越来越多的用户（特别是OEM的用户）希望能够通过互联网对所售出的产品进行查询、诊断和维护，这样可以加强管理、减少维护工程师到现场的时间和费用，不仅节约了大量的人力和物力成本，同时也能为客户提供更为快捷的服务，减少客户的损失，这样，远程诊断和服务成了迫切需要解决的问题。随着信息时代的到来，Internet的发展为各行各业带来了全新的理念，把设备的远程信息技术提高到了一个新的层次，已经能够把生产企业、设备供应商二者更加紧密地结合在一起，使得设备供应商可以在异地通过网络对远程设备进行信息交换。因此对工业设备远程信息监控系统的应用研究具有可行性而且具有重要的现实意义。

远程监控是国内外研究的前沿课题，国内外都展开了积极的研究。1997年1月，首届基于Internet的远程监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办，有来自30个公司和研究机构的50多位代表到会。会议主要讨论了有关远程监控系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等，并对未来技术发展作了展望，由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于Internet的下一代远程监控诊断示范系统，这项工作同时也得到了制造业、计算机业和仪器仪表业的Sun、HP、Boeing、Intel、Ford等12家大公司的热情支持和通力配合。之后，由这些公司共同推出了一个实验性的系统Testbed。Testbed用嵌入式Web组网、用实时JAVA和Bayesian Net初步形成在Internet范围内的信息监控和诊断推理。另外，许多国际组织，如MIMOSA（Machine Infor-mation Management Open System Alliance）、SMFPT（Society for Machinery Failure Prevention Technology）、COMADEM（Condition Monition an Engineering Management）等，也纷纷通过网络进行设备监控与故障诊断咨询和技术推广工作，并制定了一些信息交换格式和标准。许多大公司也在他们的产品中加入Internet的功能，如Bentley公司的计算机在线设备运行监测系统DataManager200可以通过网络动态数据交换（NetDDE）的方式向远程终端发送设备运行状态信息；著名的National Instruments公司也在它的产品LabWindows/CVI以及LabVIEW中加入网络通信处理模块，因而

可以通过WWW、FTP、E2mail方式在网络范围内进行监控数据的传送。法国ALARM研究组对生产过程的智能报警和监控系统进行了长期研究，并在多个项目中进行了应用。西门子、施耐德等著名自动化公司也推出了相应的产品。

目前，各种短距离通讯技术已经比较成熟，包括各种总线技术、远程I/O、分布I/O等都已经在世界上普及应用。传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电等。

利用无处不在的电话网络、GSM无线网络进行工业数据传输技术的实现使我们有了一种经济、有效的远距离通讯方法。由于其对可靠性和传输速率上要求极高，实现起来较困难，所以远程监控和故障诊断刚刚起步、而在国内主要出于实验阶段。随着技术的成熟、用户需求的增加，应用前景也非常广阔。

国内对于远程监控技术也开展了积极的研究。目前，西安交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学等高校已经取得了较为先进的研究成果，如西安交通大学研制的大型旋转机械计算机状态监测系统及故障诊断系统RMMD、华中科技大学开发的汽轮机工况监测和诊断系统KBGMD、哈尔滨工业大学的

微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES等。

远程监测与故障诊断主要包括诊断知识的表达、诊断知识的获取及其软件实现、诊断知识的扩展软件实现以及如何实现用户与诊断中心的交互。远程监测与故障诊断在工业控制的实际应用中，可采用不同形式来实现。

一、基于Modem拨号的点对点型

通过本地Modem、公用电话网、远端Modem来监测远端设备，这种点对点远程监测简单实用，设备要求少，在远程监测时，只要企业提供公用电话线即可，设备供应商就可通过特定的软件对其设备进行监测。其缺点是不能实时联接、数据流量小、不能做到资源共享，企业无法获取新的诊断方法。

二、基于互联网的网络型

网络型远程监测与故障诊断是一个开放的分布式系统，可运行在基于TCP/IP网络协议的网上，使用户能够实现上、下位机以及更多层次的厂级联网。TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构和操作系统的计算机组成的网络上进行通信的能力，一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机（即远程节点）进

行通讯。就是采用网络技术，将用户的工业设备与生产企业的计算机之间建立一个通道，从而达到远程监控和故障诊断的功

能。要实现以上功能，需要解决以下问题：

1.工业设备连接以太网，现阶段大部分的厂家生产的产品提供以太网模块，使产品备用连接以太网的能力。

2.工控设备与Internet的连接。目前，在我国连接Internet的方式主要有拨号连接和专线连接，由于专线连接造价比较昂贵，所

以应用不很普遍，拨号方式需要经过Modem由PPPoE拨号来连

接Internet。主要有ADSL、CDMA、GPRS等（其中CDMA和GPRS主要是用来进行无线连接）。我们主要是用以上三种方式进行连接Internet。但是工控设备本身不支持PPPoE的拨号方式，所以我们必须借助一个路由器，通过路由器使工控设备连接到Internet上。

3.访问到工控设备。工控设备在组态时分配一个IP地址，这个IP地址是局域网地址，在Internet上我们是不能直接访问这个IP地址的。所以我们就应用到一个VPN技术。通过VPN技术在本地计算机和远程工控设备的路由器之间建立一个专用的数据通道，就好像我们的计算机和远程工控设备在一个局域网内，从而可以直接访问。

随着社会的发展，使得工业设备自动化水平越来越高。而生产企业的维护能力有限，迫切需要建立起远程实时监测和诊断系统，由设备提供商、企业技术人员和行业专家共同实现及时、准确的预防和诊断设备故障。

参考文献：

[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，1999.

[2]张俊星，魏玉东.开放式工控实时数据库的设计[J].计算机应用，2000，20（3）.

[3]夏素霞.基于Web技术的工业远程控制系统的实现[J]. 计算机与现代化，2005（9）.

（作者单位 大连职业技术学院）