远程控制与故障诊断系统

一、装车站系统一般都放置在广阔的偏远矿区运行。大部分装车站系统都有自

身的就地数据监事和监控系统，用来显示当前装车的实时工作状态数据，以及最新数据查询。但是作为矿区管理者来说，读取装车系统的工作数据，了解最新的装车站的工作状态是很不方便的，也是很不现实的。在这种情

况下，我们提出研制装车站远程故障诊断与控制系统的问题。近几年来，随着自动化功能的完善改进，其系统整体功能的增强势在必行。装车站远

程故障诊断与控制系统不仅能够实时查看当前装车站的实时工作数据，而

且还能进行历史查询。监控系统实时检测报警和运行情况，这样能够及时

处理报警故障，更好的维护装车系统高效安全可靠的运作，增加系统使用

寿命。目前市场上产品的监控大部分还是以现场监控为主，远程无线网络

监控应用才刚刚起步发展。远程无线网络监控系统是利用现有的网络通信

技术将终端数据传输到远程的上位机监控系统。现场监控设备将采集的数

据发送到无线网络中，无线网络根据网络通信协议将指定发送的数据发送

到监控中心接收端服务器。随着4G（e）和物联网时代的到来，Internet的

发展为各行各业带来了全新的理念，把远程控制的概念提高到了一个新的

层次，已经把生产企业、科研机构、设备供应商三者更加紧密地结合在一

起。软件集成的友好人机交互界面，远程基于WEB的监控界面对整个系统

的运行情况实时的显示出来，用户可以在任何一台电脑上登录指定的网址，监控装车站的运行情况。因此客户可查询指定时间范围内的运行参数信息。

集控远程故障诊断与控制系统的研究，使公司通过Internet为用户企业

提供远程咨询、诊断和维修，培训企业的员工，实现“移动的是数据而不

是人”，从而节约出差维护成本，并提高了维修服务质量以及客户满意度。

二、主要创新点：

1、HTML（c）结合 JS （d）开发实现 Web 监控界面。

2、基于RS View32的现场监控系统，把现场PLC与现场 PC机连接实现PLC下位机和现场上位机的相互通信。

3、基于VC++的现场报表系统可实现与远程监控数据库的信息共享。

4、现场终端实时通过 GPRS 传输数据到远程监控中心，通信稳定高效。

5、采用流行 ADO（f）数据库访问技术将有效数据存储到对应的数据库表中，并且

在响应数据表格中读取数据显示到人机交互界面。

6、GPRS DTU（g）实现的无线网络数据传输。

7、具备后台服务器端口侦听功能。

8、在监控系统设置功能中，添加客户登录功能，保证系统的安全性能。

三、原理图和原理说明：

图1 远程故障诊断调试智能控制系统拓扑图

集控远程故障诊断与控制系统利用现有的网络通信技术将终端数据传输到远程的上位机监控系统。现场监控设备将采集的数据发送到无线网络中，无线网络根据网络通信协议将指定发送的数据发送到监控中心接收端服务器。

远程故障诊断系统可以远程打开CPU的诊断缓存区，实时诊断CPU及各模板的故障信息，还可以通过由近端传送的报警原因与停机原因，诊断装车系统的运行状况。远程控制与远程故障诊断系统对装车系统机组的待起动、起动、运行及停机的全过程实时远程监控，远程修改控制电机起动、运行及各种保护功能的程序模块、远程修改起动曲线、PID参数、报警停机参数等。

故障诊断与控制系统可理解为当系统发生故障时，系统中的各种量（可测的或不可测的）或它们中的一部分表现出与正常状态不同的特性，这种差异包含

丰富的故障信息，如何找到这种故障的特性描述，并利用它进行故障检测，分离就是故障诊断的任务。智能化的故障检测诊断，能综合运用自控系统可靠性分析技术、故障检测诊断技术和人工智能知识推理判断的技术去解决原来只有少数专家在拥有较为完善的信息的前提下才能解决的故障检测诊断工作。

集控远程故障诊断与控制系统可以实现自动控制系统的智能故障自诊断、远程处理以及自恢复功能、实现全公司自动化信息互通互联和资源共享功能，构造公司生产经营管理的神经中枢，为实现“数字化管理”奠定坚实的基础。（一）系统组成

1、前端（设备端）

如图1所示，前端的各类设备，通过相应数据采集设备（如PLC）的接口与工业级4G路由器的对应接口进行连接，通过在路由器中将分配给PLC的IP做好相应端口映射配置后，PLC设备就被推送到了公网上。

2、中心端（厂商、供应商的监控服务中心）

如图1所示，当工业级4G路由器与中心端成功建立连接后，处于中心端的维护人员，即可随时登录每台故障设备进行诊断与维护操作。

（二）系统连网方式

1、普通直连方式；

2、VPN连网方式（a）；

3、VPDN连网方式(b)；

四、经济效益及社会效益：

1．采用集控远程故障诊断与控制系统，减少我公司现场设备服务维护人员20人，降低生产维护成本，提高劳动效率，节省了紧急情况下的故障处理时间，提高用户生产管理的安全稳定性。不但满足了用户的要求，而且巩固和开拓了产品市场。

2、该系统对于非煤市场的可持续发展和增加社会和经济效益有着重要意义。该远程故障诊断与远程监控系统可延伸至整个矿区管理层次，使用方便、覆盖面大、应用范围广，系统扩展性好、可靠性高，安全性能可靠。

3、软件能及时准确地把握客户整个公司的生产运行状况，成功捕获故障隐患，实时分析、诊断，利于迅速做出维修计划。对迅速提高公司整体维护水平、降低故障率、保障生产线的顺行具有极为重要的战略意义和极高的实际应用价值，为客户生产信息处理和领导决策支持发挥着重要的作用。

注：（a）VPN的英文全称为“Virtual Private Network”,翻译过来就是“虚拟专用网络”，顾名思义，虚拟专用网络可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线，我们可以利用VPN实现认证、加密、隧道化和防火墙功能。

（b）VPDN英文为VirtualPrivateDial－upNetworks，又称为虚拟专用拨号网，是VPN业务的一种，是基于拨号用户的虚拟专用拨号网业务。即以拨号接入方式上网，是利用IP网络的承载功能结合相应的认证和授权机制建立起来的安全的虚拟专用网，是近年来随着Internet的发展而迅速发展起来的一种技术。

（c）超文本标记语言（英文：HyperText Markup Language，HTML）是为“网页创建和其它可在网页浏览器中看到的信息”设计的一种标记语言。

(d) JS是一种由Netscape的LiveScript发展而来的原型化继承的面向对象的动态类型的区分大小写的客户端脚本语言，主要目的是为了解决服务器端语言。

(e)4G是第四代通讯技术的简称，G是generation（一代）的简称。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

（f）ADO (ActiveX Data Objects，ActiveX数据对象）是Microsoft提出的应用程序接口（API）用以实现访问关系或非关系数据库中的数据。例如，如果您希望编写应用程序从DB2或Oracle数据库中向网页提供数据，可以将ADO程序包括在作为活动服务器页（ASP）的HTML文件中。当用户从网站请求网页时，返回的网页也包括了数据中的相应数据，这些是由于使用了ADO代码的结果。（g）GPRS DTU是一种物联网无线数据终端，利用公用运营商网络GPRS网络(又称G网)为用户提供无线长距离数据传输功能. 采用高性能的工业级8/16/32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485（或RS422）接口，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能。