3G技术给远程监控系统带来的契机.doc

3G 技术的广泛应用给船厂特种起重机远程监控带来新的契机1、 远程监控系统概述1.1 系统结构安装在起重机电器室内的工控机，通过采集系统（包括PLC和各种采集卡）实时高速地获取起重机的运行状态和传感器信息，经过相应处理后将这些信息存储到工业现场计算机的数据库中，通过无线接入设备将其发送到拥有固定IP的服务器上，保存在服务器端的数据库中。专家和用户在客户端访问服务器，读取状态信息和报警信息，监控设备的运行状态，并存储到本地数据库中。远程的专家可以通过状态信息和报警信息来监控起重机的状态，一旦出现故障，及时进行故障诊断，提出解决方案。图1为整个系统的设计方案。图 1 远程监控系统结构图1.2 系统功能远程监控系统主要有： 实时监控 故障诊断 历史回溯1、 实时监控监控起重机的实时动作，司机的操作，各机构部件的电气元件的状态等等。图 2监控起重机的总体状态 图 3监控司机的操作2、 故障诊断报警信息主要以记录的形式显示，每条报警记录包括报警发生日期、时间，报警变量，报警恢复的日期、时间和报警内容等。远程监控的专家和技术人员可以根据报警记录显示的报警信息，来判断起重机的故障所在，及时提出解决方案，从而实现在线诊断。图 4 故障报警3、 历史回溯历史状态回溯是指回放起重机在指定时间段内的操作和以及当时各个传感器和电气元件的状态，便于进行故障溯源和查找！点击观看 回溯录像1.3 使用效果总结为起重机开发的远程监控系统在实际应用中取得了一定的成效，但同时也存在着一些缺点和不足。通过本系统应用使用后，可以给用户带来以下好处： 方便控制 及时响应： 规范管理和操作 节约维护成本： 提高维护效率： 新增加了一个与客户密切沟通的渠道。同时，远程监控系统在使用过程中还存在着以下不足： 由于特种起重机本身的特点，远程监控只能进行一些简单的故障诊断，而针对复杂故障，远程监控系统只能让维护人员了解出现故障的大致原因，帮助他们“打有准备之仗”，但维护人员还是要亲临现场。 受限于网络传输速度，远程监控系统的信息更新速度不够快，只能达到10s；采集的点数也有限，仅为500点左右，仅仅采集了起重机电气系统的关键点，还不够全面。 在实际应用中，由于管理缺失，有些安装在起重机上的远程监控系统没有得到很好的管理和维护，造成了系统无法正常使用。 有些最终用户还无法理解监控系统对企业信息化和工厂全自动化无缝集成的重要作用。2、3G概述所谓3G，全称为3rdGeneration，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机一般是指将无线通信与因特网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。 3G与前两代的区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。 3G可实现移动性、交互性和分布式三大业务，是“随时随地”连接的全球卫星网络。 总的来说3G网络的优势就是：速度更快、网络覆盖更宽广、通讯质量更好，业务更丰富。1) 速度快：3G的最大卖点在于共享式2M带宽的数据业务2) 网络覆盖宽：它可以使全球范围内的任何用户使用小型廉价移动台，实现从陆地到海洋到卫星的全球立体通信联网，保证全球漫游用户在任何地方、任何时候与任何人进行通信，3) 通讯质量高：并能提供具有有线电话的语音质量4) 业务丰富：提供智能网业务，多媒体、分组无线电、娱乐及众多的宽带非话业务。 3、3G技术为远程监控ASMS带来的新机遇3.1 性能的提升由于3G技术速度更快、网络覆盖更宽广、通讯质量更好，采用3G技术，可以： 提高数据传输速率由于与2G技术相比，网络速率提升到 3M bps ，监控系统的数据更新时间由原来的10s 提高至1s，大大提高了传输速率。 增大了监控数据容量由于网络传输速率提高，监控的点数也相应的增加，由原来的500左右，增加至1000左右，基本上覆盖电气系统内所有传感器，继电器状态，甚至可以监控到PLC程序中用到的中间变量。3.2 功能的拓展 在远程监控系统中应用3G技术， 远程控制受网络安全、速度等方面的限制，远程监控系统目前实际上是“监而不控”，更为贴切的名称应该成为“远程监视系统”或远程监测系统。3G技术的应用使得制约远程控制的网速因素不复存在。因此，只要解决一下两个问题对起重机进行远程控制是完全可以实现的。1、 网络安全解决网络安全可以通过以下途径来实现：1) 漏洞扫描2) 病毒防护3) 增强的身份认证系统4) 网络防火墙2、 操作安全操作安全是只深处远程的操作人员的操作可能对现场带来危险，因此远程控制更实际的目标在与控制电气系统，而不在于对起重机进行操作。 远程协助网速提高了，专家可通过远程桌面工具（花生壳，Pcanywhere，teamviewer等）对工控机进行远程协助。通过上述软件，远程控制工控机，可实现文件传输，远程桌面共享，可通过安装在工控机上的PLC编程软件，对PLC程序进行在线监测，甚至修改PLC程序。目前青岛武船第二台机器的远程监控系统正在准备调试该功能。 短信预警短信查询预警系统主要有两个功能：1、通过短信息查询起重机的状态；2、对重大故障生成预警信息并发到安全生产责任人员的手机上。3.3 3G应用的软硬件成本 硬件应用了3G 技术的远程监控系统主要的硬件配置表如下名称图片说明1工控机安装在起重机电气房，负责远程监控现场数据采集和发送2*3G 工业无线路由器网络接入设备，通过移动运行商提供的3G网络，接入Internet3*定制天线由于电气室屏蔽比较强，干扰比较大，需要延伸至电气室外的定制天线，保证通讯质量。4*3G通讯套餐目前国内有3种选择：移动TD-CDMA，电信CDMA2000和联通的WCDMA5服务器数据服务器：数据的中转站。6客户端电脑安装远程监控客户端。* 采用3G通讯后，所需添加的新硬件。远程监控系统采用3G通讯后，只需增加1套3G 工业无线通讯路由器，1根定制天线和1套3G通讯套餐即可。 软件由于远程监控系统对网络透明，所以系统采用3G通讯方式后，软件无需做特殊修改，故软件无额外开销。4、远程监控的重要意义4.1 为设备保驾护航工业监控系统对于保障生产安全和方便生产管理具有重要意义。设计一套先进的、方便实用的、数字化的远程监控系统，对于实现人们生产生活的安全、提高监控质量、实现科学有效的管理都具有十分重要的意义。方便控制：管理人员不必亲临现场，就可以对现场进行监视，完成参数调整与设置，进行故障恢复等，大大提高了劳动生产率，节约了生产企业的人力资源。及时响应：实时的远程监控，可以对故障做出及时的响应，从而大大降低故障带来的经济和其它方面的损失。规范管理和操作：起重设备的运行作业过程的全面监控是非常必要的，通过过程监测，可将机械作业的过程以数字方式全部记录下来，从而既可以为对操作人员进行工作量定量考核提供真实的数据，也可以规范操作，对违章作业提供记录信息；另一方面还可以监控设备故障状况，及时找出故障点，同时根据记录查出故障原因。节约维护成本：处于异地的专家可以通过网络获得运行的实时数据，进行分析和处理，找出问题所在，提出整改的意见，不必赶往异地，从而大大降低维护成本，节约人力资源，增强产品的竞争力。提高维护效率：由于船厂特种起重机的特殊性，其发生故障对企业造成的损失是巨大的，因此，一旦发生故障，应尽可能快速排除，远程监控就提供了了这样一种手段，大大提高了效率。远程诊断无法解决的问题，可以再派人到现场去。4.2企业信息化接口远程监控系统所采集的设备运行数据和生产数据，为将来企业的信息化预留了接口，一旦企业将来实施ERP(Enterprise Resource Planning)，MES (Manufacturing Execution System)等系统，只需稍作更改，即可将数据融入上述系统中，为企业制定决策提供强有力的依据。企业信息化：即挖掘先进的管理理念，应用先进的计算机网络技术去整合企业现有的生产、经营、设计、制造、管理，及时地为企业的“三层决策”系统（战术层、战略层、决策层）提供准确而有效的数据信息，以便对需求做出迅速的反应，其本质是加强企业的“核心竞争力”。企业信息化是一个人机合一的系统，包括人、计算机网络硬件、系统平台、数据库平台、通用软件、应用软件、终端设备（如数控机床等）。在如今信息化的时代，对于企业来说，有着无限的机遇和挑战，信息化业务更是有着非比寻常的意义 1.有利于企业适应国际化竞争。在全球知识经济和信息化高速发展的今天，信息化是决定企业成败的关键因素，也是企业实现跨地区、跨行业、跨所有制，特别是跨国经营的重要前提。2.有利于抓住新世纪的良好发展机遇。对信息的采集、共享、利用和传播，不仅成为决定企业竞争力的关键因素，也成为决定国家生产力水平和经济增长的关键因素。3.现代信息技术的迅速发展，为我们开发和利用信息提供了有力的技术支持。只有实现信息化,企业才有可能抓住机遇，实现健康发展。4.企业信息化实现企业全部生产经营管理活动的运营自动化、管理网络化、决策智能化。其中，运营自动化是基础，决策智能化是顶峰。所以说，企业的决策者们在制定企业发展的宏观战略时，应该将信息系统的建设放在重要的位置。从长远战略的角度，把企业的信息化当作经济发展的“倍增器”来抓。虽然有些客户还没有提出信息化的需求，但我们已经具备了这样的能力，永远领先于客户的需求，为客户提供更全面更系统的服务是九院的特点。应用的主要业绩客户地点应用技术起止时间浙江造船厂500T浙江造船厂浙江宁波GPRS2006/8-2007/7金海湾800T(1)金