基于Internet的设备远程监测和故障诊断系统研究

2004年11月第6期(总第166期) 润滑与密封LUBRICATION EN GINEERIN G

Nov 12004

No 16(serial No 1166)

收稿日期:2003-11-25

作者简介:席俊杰(1966-),男,副教授,主要从事机电一体化、故障诊断技术研究1E -mail :junjiexi @1631com 1

基于Internet 的设备远程监测和故障诊断系统研究

席俊杰

(郑州航空工业管理学院机电工程系　郑州450015)

摘要:研究了设备远程监测和故障诊断技术的国内外开发应用现状,提出了基于Internet 的设备远程监测和故障诊断系统模型,简述了其运行模式。

关键词:Internet ;远程监测;故障诊断;远程服务;Browser/Server

中图分类号:TH165+13　文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2004)6-107-2

R esearch on Equipment T elemonitoring and F ault

T elediagnosis System B ased on Internet

X i J unjie

(Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management ,Zhengzhou 450005,China )

Abstract :The development of equipment telemonitoring and fault telediagnosis technology was studied ,the model of e 2

quipment telemonitoring and fault telediagnosis technology based on Internet was put forward ,and it ’s operation mode was analyzed.

K eyw ords :Internet ;telemonitoring ;fault diagnosis ;teleservice ;Browser/Server

随着机器设备的大型化、自动化、高速化和复杂化,其状态监测和故障诊断也变得更加复杂,企业要解决生产过程中的所有故障是十分困难的。在本地的故障诊断系统无法解决时,利用Internet 访问远程故障诊断中心,可以实现设备远程实时在线监测和故障诊断,减少维护时间和服务费的支出,实现用户和设备制造商技术资源共享,也使用户和设备制造商能够建立起长期和密切的关系。对用户来说,可以实现预知维修,减少停机时间,提高设备使用率,进而提高生产率;对设备制造商来说,既可减少服务人员和服务费的支出,又可通过对设备使用状态的监控,不断提高设备性能和质量,从而提高市场竞争力。1　设备监测和故障诊断模式的发展历程

设备监测和故障诊断模式的发展大致经历了以下3个阶段:111　单机版监测诊断模式(SMDS )

单机版监测诊断模式,即一台设备由一个诊断系统来控制。它是一个封闭的系统,信息只在系统内部流动和处理。该模式适合于早期的小规模工厂。它的缺点是:工作效率低,占用大量的人力、物力;而且随着工厂规模的扩大,设备数量的增加,该模式越来越显示其局限性。

112　分布式监测诊断模式(DMDS )

随着大规模工厂和大型机电设备的出现,SMDS 模式已不能满足生产需要,人们根据设备的功能分布和地域分布的特点,实现了基于网络技术的分布式监测诊断模式。该模式是将各个监测点的计算机组成局域网,实现资源共享、分散监控和集中诊断,提高了系统的效率,是一个相对开放的系统。DMDS 模式的不足之处是各个工厂需要建立各自的监测诊断局域网,导致网络重复建设。113　基于Internet 的设备远程监测诊断模式(RMDS )

20世纪90年代以来,随着Internet 的普及和发展,设备监测和故障诊断技术与网络技术、计算机技术、现代通信技术相结合,形成了一种全新的监测诊断模式,即基于Internet 的设备远程监测和故障诊断模式。该模式通过互联网,将监测诊断现场和远程诊断中心联系起来,当现场设备出现故障或异常征兆时,现场维修人员或故障诊断系统对其不能做出诊断时,通过与远程监测诊断中心建立连接,由远程监测诊断中心的故障诊断系统对其进行诊断,并给出诊断结果。不同的监测诊断现场与同一个诊断中心建立联系,所有的诊断信息都可在网络获得,它是一个完全开放的系统。2　设备远程监测和故障诊断技术的国内外研究现状

远程监测诊断技术的研究发端于远程医学(Tele medecine ),一个开放性的远程医疗系统,包括远程诊断、专家会诊、信息服务和在线检查等,机器设备

的远程监测诊断与远程医学有类似的系统架构。

近年来,基于Internet 的设备远程监测诊断技术在全球范围内迅猛发展。美国、德国等发达国家在设备的远程监测和故障诊断技术的研究和应用上走在了前列。

在最新的美国制造的机床上,已具有基于Inter 2net 的设备远程监测诊断服务功能或类服务功能,美国的机床制造公司如Bridgeport ,Saginaw Machine Tools ,Adept Technology 等开发的产品已具有远程监测诊断功能。在北美,远程维修服务在办公设备、电讯网络和计算机网络中得到广泛应用,因为在这些领域,用户的设备专业知识有限。

国外许多大公司在其产品中加入了互联网功能,如Bently 公司的计算机在线设备运行状态监测系统Data Manager 2000,可通过网络动态数据交换(NET DEE )的方式,向远程终端发送设备运行状态。惠普即时支持为用户的计算机系统,从台式机到数据中心,提供主动式远程故障诊断和支持,远程监控及修复用户数据中心中的HP -UX 服务器及其外围设备故障。

德国的远程服务技术已经应用在电梯上,通过Internet 可实现对电梯的启动、故障容错、远程诊断维修的支持;德国的Flender 服务状态监测公司,已经开发出基于现代远程故障诊断技术的面向状态的维修技术。

国内设备远程监测和故障诊断技术的研究和应用也非常活跃。华中科技大学机械学院已经建立了设备远程测试和故障诊断网站;同济大学正在研制上海大众汽车公司冲压生产线的远程服务系统;东南大学设备与系统故障诊断研究所已经研制出了基于Web 的远程网络监控与诊断系统:MFD601型工况监视与故障分析系统;山东电力诊断技术研究中心开发了大型火电机组性能与振动远程在线监测及诊断系统;武汉理工大学正致力于船舶机械的远程故障诊断研究,以期实现对航行中的船舶机械的振动、油液、热力参数的状态监测与故障诊断;中国建筑科学院建筑机械化研究院已研制开发电梯远程监控、管理与故障诊断系统。3　基于Internet 的设备远程监测和故障诊断系统的构成及运行模式

图1　设备远程监测和故障诊断系统功能图

311　设备远程监测和故障诊断专家系统模型的构建

本文着重研究基于Browser/Server 的设备远程监测和故障诊断系统。设备远程监测和故障诊断系统是一个开放的分布式系统,主要由监测设备、传输设备、传输通道、信息处理系统、网络管理系统和诊断系统构成,系统的主要功能如图1所示。

企业网络以W eb 为中心,采用TCP/IP 技术,以HTTP 为传输协议,客户端通过浏览器访问W eb 以及与W eb 相连的后台数据库,这被称为Browser/S erver 模式。

基于Browser/Server 的远程监测和故障诊断系统建立在客户机/服务器结构之上,具有良好的跨平台特性,这种结构形式简单,诊断资源丰富,能够实现软件资源共享,所以被广泛采用。312　系统的运行模式

基于Browser/Server 的远程监测和故障诊断系统共分为3层:第一层为设备层;第二层为通讯层;第三层为远端诊断层。

现场设备实时监测系统将生产设备的运行状态信息或故障信息存入设备信息数据库,客户通过浏览器访问设备信息数据库服务器。如果发现设备状态异常或出现故障,便以Web 方式访问远程诊断中心,将现场设备的故障征兆和实时状态数据输入诊断系统的Web 页面。诊断系统将故障征兆信息传给诊断中心Web 服务器,诊断后再通过中间件接口将诊断结果传送给Web 服务器,Web 服务器将诊断结果通过HTTP 下载到客户浏览器,用户获取诊断结果,从而实现了设备端与远端的互操作。313　系统的功能

基于Internet 的设备远程监测和故障诊断系统实现了以下功能:

(1)系统可实现全国范围内的诊断知识库和数据库共享,建立全国性的诊断知识库和数据库。

(2)系统可实现设备从生产、安装到运行的整个寿命周期管理,为设备运行性能改善和提高提供可靠的保障。

(3)系统采用Web 开放式系统结构,新入网的设备系统可以共享网上资源。

(4)系统能密切设备制造商和用户之间的技术合作关系,有利于提高设备制造商的研究开发水平及用户的生产管理水平。4　结语

基于Internet 的设备远程监测和故障诊断技术是网络通信技术和故障诊断技术完美结合的结果,实现了设备运行现场和异地诊断专家的协同监测和诊断,目前,这项技术的发展正方兴未艾。(下转第110页)