機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控方案(DOC)

1、施工機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控方案一、需求分析1、設(shè)備遠(yuǎn)程控制的必要性目前設(shè)備管理的難點伴隨油建公司業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展，施工大型機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用率不斷提高，同時設(shè)備分布越來越分散，但是大型設(shè)備的管理也越來越難；其一是設(shè)備動態(tài)達(dá)不能及時準(zhǔn)確掌握。二是設(shè)備狀況不能及時診斷分析維護(hù)。三是零星設(shè)備成為管理盲區(qū)。四是設(shè)備油耗得不到準(zhǔn)確的控制。設(shè)備遠(yuǎn)程控制管理將提升公司管理的一臺階由于公司機(jī)械設(shè)備數(shù)量不斷增加，也迫使機(jī)械設(shè)備的管理不斷升級，然而傳統(tǒng)的人到現(xiàn)場進(jìn)行管理、維護(hù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足公司的要求，高昂的人工成本、維護(hù)成本逐步成為公司發(fā)展的壓力、甚至成為公司的發(fā)展瓶頸，因此采用設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理需求尤為迫切。2、方案實現(xiàn)

2、的基本功能實現(xiàn)公司對分布在全國的工程機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和上傳，變量監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、故障報警以及控制器程序的更新和升級。提供數(shù)據(jù)庫存儲保存歷史數(shù)據(jù)。提供監(jiān)控管理平臺(B/S 結(jié)構(gòu))供管理人員瀏覽控制器數(shù)據(jù)、設(shè)置現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)。提供趨勢數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)報表。設(shè)備故障報警，實時報警，可定義報警條件，支持超油耗報警、設(shè)備強(qiáng)制保養(yǎng)報警(更換機(jī)油、空氣濾芯、材機(jī)油濾芯)?；?GIS的狀態(tài)監(jiān)控(編輯、處理、分析)。監(jiān)控中心支持上800臺設(shè)備的接入提供遠(yuǎn)程控制臺便于技術(shù)人員遠(yuǎn)程調(diào)試提供數(shù)據(jù)庫及通信協(xié)議訪問接口支持?jǐn)?shù)據(jù)訂閱功能，過濾冗余數(shù)據(jù)。可大大減少垃圾流量，降低運(yùn)營費用?？晒芾?00 臺的設(shè)備接入，并

3、可通過升級擴(kuò)展實現(xiàn)更多機(jī)械設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)。多種網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，克服地理障礙，保證通訊順暢系統(tǒng)可提供支持多種通訊網(wǎng)絡(luò)形式的智能終端，保證分布廣泛的設(shè)備采用多種網(wǎng)絡(luò)完成遠(yuǎn)程通信。支持不同品牌、不同型號的多種設(shè)備的統(tǒng)一接入基于機(jī)型的變量管理，保證產(chǎn)品的兼容性、可升級性可定義現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備控制器變量。針對不同控制器類型和編程程序，均可采用變量定義的方式實現(xiàn)采集所需變量的要求多級用戶權(quán)限安全管理該系統(tǒng)是一個多用戶管理系統(tǒng)。系統(tǒng)提供多級用戶權(quán)限供不同管理者使用不同資源，保證系統(tǒng)安全性，如超級管理員，設(shè)備管理員，生產(chǎn)調(diào)度員，設(shè)備監(jiān)控員。二、總體方案論證系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由監(jiān)測中心、通信平臺、監(jiān)測設(shè)備三部分組成。監(jiān)測中

4、心 : 由服務(wù)器、GPR數(shù)據(jù)傳輸模塊等組成。S通信平臺 : 中國移動公司的GPR專網(wǎng)。S監(jiān)測設(shè)備 : 電源模塊、采集模塊、GPR傳輸模塊、轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)速傳感器、電S流電壓互感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。2.3 GPRS 為通信平臺基于 B/S模式的油田機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)針對油田機(jī)械設(shè)備數(shù)量多且分布范圍由幾十至上百平方公里, 分布比較零散的特點 , 我司選擇B/S架構(gòu)作為通信的基本模式。B/S模式即瀏覽器服務(wù)器結(jié)構(gòu)最大特點是: 用戶可以通過WW瀏覽器去訪問 WInternet 上的文本、數(shù)據(jù)、圖像等信息, 大量的數(shù)據(jù)實際存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中?？蛻舳顺薟W瀏覽器 W, 一般無須任何用戶程序。B

5、/S結(jié)構(gòu)具有分布性特點, 可以隨時隨地進(jìn)行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理; 業(yè)務(wù)擴(kuò)展簡單方便, 通過增加網(wǎng)頁即可增加服務(wù)器功能; 維護(hù)簡單方便, 只需要改變網(wǎng)頁 , 即可實現(xiàn)所有用戶的同步更新; 開發(fā)簡單 , 共享性強(qiáng)等優(yōu)點。機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對運(yùn)行參數(shù)的實時檢測, 采用輪詢 - 應(yīng)答的通信方式, 解決各種工作參數(shù)的遠(yuǎn)程傳輸問題, 實現(xiàn)實時報警、實時數(shù)據(jù)采集的功能。通過無線方式傳送給設(shè)備監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器, 并以B/S模式,使生產(chǎn)管理的各個部門能夠及時掌握油井工作狀態(tài), 縮短設(shè)備故障處理時間提高工作效率。油井遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)可以免去人工巡井減輕工人勞動強(qiáng)度, 并且提高了設(shè)備監(jiān)控與采油數(shù)據(jù)的實時

6、性, 甚至準(zhǔn)確性。保證了抽油機(jī)的安全運(yùn)行。針對施工現(xiàn)場90%可電話通訊的情況，我司選擇GPR網(wǎng)絡(luò)作為通信平臺?；鵖于 GPR的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)充分發(fā)揮了通用分組無線業(yè)務(wù)S(GPRS)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢 , 只需要一次性投資遠(yuǎn)程監(jiān)控終端, 日常的網(wǎng)絡(luò)管理及維護(hù)均由移動公司負(fù)責(zé) , 因此具有覆蓋面廣、數(shù)據(jù)傳送可靠、營運(yùn)費用低等優(yōu)點, 是一種相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控方案。需要注意的是, 使用時要考慮當(dāng)?shù)谿PR業(yè)務(wù)的使用狀況S, 如果有個別地方GPR連通性差的時候還可利用SGPR模塊短消息功能傳送數(shù)據(jù)。S這樣只要有移動公司信號的地方, 都可使用該系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)缺點特征祥解GPRS優(yōu)點網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣GPRS特別適用

7、于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸, 也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸數(shù)據(jù)傳送可 靠信號安全性圖像傳輸營運(yùn)費用低1. 按流量收費缺點與 GPR信號SGPR信號無覆蓋的地方不能通信S2.4采集終端硬件實現(xiàn)方案GPRS模塊采用NI 9205 。 NI 無線數(shù)據(jù)采集(Wi-Fi DAQ) 設(shè)備通過結(jié)合IEEE 802.11 無NI LabVIEW 軟件，實現(xiàn)著對電氣、物每通道的數(shù)據(jù)讀寫速率超過50 kS/s, 并具有高達(dá)24位的分辨率通過NI LabVIEW和直接的傳感器連接, 簡化遠(yuǎn)程監(jiān)控受到保護(hù)的數(shù)據(jù)經(jīng)128 位 AES加密, 具有最高的商用安全性標(biāo)準(zhǔn)將無線測量無縫集成至現(xiàn)有系統(tǒng)ROM存儲器的

8、TCP/IP 協(xié)議棧打包處理，再由 GPRSGPRS網(wǎng)絡(luò)，STM32F103x6模塊內(nèi)含2 個串口： 一個與 GPRS2.5 典型參數(shù)的采集過程模塊相連，另一個與上位機(jī)相連，采集到的數(shù)據(jù)可以通過上位機(jī)觀察是否正確， 現(xiàn)場工作人員也可以通過手持PDA 連入GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過接收來自系統(tǒng)GPRS模塊發(fā)送出來的數(shù)據(jù)實時監(jiān)測油井現(xiàn)場工作參數(shù)。繼電器用于控制電機(jī)電源，當(dāng)有異常時，中心計算機(jī)立即向終端發(fā)出控制命令， 使 MCU可以通過GPRS模塊接收到控制指令并控制繼電器使得電機(jī)停機(jī)。監(jiān)測現(xiàn)場通訊實現(xiàn)：本設(shè)計利用TCP / IP 協(xié)議來對GPRS數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和解包。由于本系統(tǒng)只對油田設(shè)備工作參數(shù)進(jìn)行傳遞，

9、此類參數(shù)具有間斷性、突發(fā)性、發(fā)送頻繁并且少量等特點，因此根據(jù)需要，對TCP/ IP 協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化。由于GPRS是基于IP 協(xié)議的 , 數(shù)據(jù)包在主機(jī)與GPRS服務(wù)器間的傳輸,使用的是基于IP 的分組 , 故所有的數(shù)據(jù)報文都要基于IP 包。在中國移動的接入網(wǎng)關(guān)CM2NE中 T , 一般使用PPP協(xié)議與GPRS終端進(jìn)行協(xié)商通信。通訊鏈接要求獨具的鏈路檢測、自動修復(fù)技術(shù)，無需人工干預(yù)，為監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠 的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。 聯(lián)接管理技術(shù)，可以按照用戶的需求在網(wǎng)絡(luò)任何一方發(fā)起連接或者斷開 連接，并可實現(xiàn)按需連接、自動斷線、手動激活等功能，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源， 減少運(yùn)行費用。用戶通過無線測控主機(jī)軟件設(shè)定中國移動

10、GPR網(wǎng)絡(luò)所涉及的無線通訊參數(shù)S和系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集參數(shù), 無線測控主機(jī)按照設(shè)定的參數(shù)控制外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并通過GPR等無線網(wǎng)絡(luò)將其傳輸?shù)奖O(jiān)控中心S, 再以Web瀏覽方式提供給互聯(lián)網(wǎng)用戶 , 從而實現(xiàn)對抽油機(jī)采油過程的全面、實時監(jiān)控。1)測控主機(jī)工作過程測控主機(jī)安裝在抽油機(jī)電機(jī)的控制柜內(nèi), 通過抽油機(jī)電機(jī)供電。該設(shè)備通過無線或者有線的方式連接轉(zhuǎn)速傳感器、油耗傳感器，溫度傳感器、電流電壓傳感器、 壓力傳感器等, 數(shù)據(jù)一方面打包處理后上傳到上位機(jī), 另一方面也可以在本機(jī)顯示。通過該主機(jī)對本系統(tǒng)以及各傳感器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。示功圖數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)程采集過程無線示功儀將載荷和位移傳感器集成在一起, 用加速度傳感

11、器測位移。該設(shè)備安裝在方卡子和懸繩器之間, 采集到載荷、位移、沖程、沖次、工作時率等參數(shù)后 , 以無線方式和RTU通信, 把數(shù)據(jù)合包到無線測控主機(jī); 通過GPR模塊發(fā)送到S監(jiān)控中心服務(wù)器, 服務(wù)器端軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸錯誤校驗和口令校驗, 然后進(jìn)行解釋并存入數(shù)據(jù)庫。電參數(shù)采集處理過程電參數(shù)模塊安裝在控制柜內(nèi), 通過電流電壓互感器將電信號以有線方式傳輸?shù)讲杉K端, 采集終端通過GPR無線數(shù)傳模塊上網(wǎng)S, 把數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式打包上傳給后臺的前置機(jī)或監(jiān)控中心服務(wù)器。壓力溫度采集處理過程采集終端的數(shù)據(jù)上傳是按數(shù)據(jù)包的形式在網(wǎng)上傳輸, 采集數(shù)據(jù)在上傳之前經(jīng)過兩次打包, 即首先是ModbusR TU協(xié)議打

12、包, 其次用TCP/IP打包。后臺計算機(jī)接收數(shù)據(jù)也要有對應(yīng)的解包過程。報警信息處理過程服務(wù)器系統(tǒng)管理程序能對各采集終端網(wǎng)絡(luò)的GPR通訊狀態(tài)時實顯示S, 出現(xiàn)故障報警提示; 對各采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常及時報警提示。2.6系統(tǒng)配置清單序號設(shè)備數(shù)量型號單價(元)客戶報價 (總價、項報價） 元12GPR發(fā)射、接收S 模塊503GPR專網(wǎng)收費S4工控機(jī)505ARM5067NI采集卡（64通道）206024E100008電源模塊9轉(zhuǎn)速傳感器、溫 度傳感器、油耗 傳感器等10攝像頭11服務(wù)器1）編程平臺中心軟件的設(shè)計語言采用LabVIEW圖形化開發(fā)平臺，它支持多核處理器可實現(xiàn)多線程 （數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存盤、數(shù)據(jù)分

13、析）并行操作，提高運(yùn)行效率。LabVIEW可以利用WinSock實現(xiàn) Socke套接字與Internet 通信。C+語言應(yīng)用靈活,對低層操作有很大的優(yōu)越性, 且對網(wǎng)絡(luò)編程有很大的支持。LabVIEW庫提供了CasyncSocket 這樣一個套接字庫, 用它實現(xiàn)Socket 編程穩(wěn)定可靠方便快捷。服務(wù)器接收軟件設(shè)計采用 NI LabVIEW編程軟件編寫監(jiān)控中心數(shù)據(jù)接收軟件。該軟件的主要功能是實現(xiàn)接收和發(fā)送UDP或 TCP協(xié)議的IP數(shù)據(jù)包 , 以實現(xiàn)GPR終端的SIP協(xié)議通信。由于本系統(tǒng)將對多個油井參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，所以在軟件設(shè)計時應(yīng)對每個油井開設(shè)一個線程，每個線程監(jiān)聽不同端口并獨立接收、處理數(shù)據(jù)。數(shù)

14、據(jù)處理包括將接收到的各個參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，同時在主界面上用曲線實時地顯示出來。監(jiān)測中心不需要GPR模塊S , 通過寬帶、ISDN、 ADSL上網(wǎng)即可, 且使用固定IP,可以使用UNIX或 Windows服務(wù)器。監(jiān)控中心web頁面設(shè)計采用 NI LabVIEW軟件編制人機(jī)交換畫面。包括登錄、數(shù)據(jù)及示功圖顯示、參數(shù)設(shè)置及顯示、數(shù)據(jù)查詢、報警顯示和報表生成等頁面。報警與停機(jī)。故障報警包括當(dāng)前故障信息和歷史故障信息。該系統(tǒng)對每個參數(shù)設(shè)置了警戒線，一旦超過該警戒線，計算機(jī)將立刻報警：其中包括電壓過壓、欠壓、電流過流、漏油、盜油報警等狀況。對于此類報警，監(jiān)控中心會向終端設(shè)備發(fā)送控制命令以停止設(shè)備的工作報

15、表打印。該系統(tǒng)可對錄入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)產(chǎn)生報表并打印。公司理念重創(chuàng)造性思維訓(xùn)練的設(shè)計理念； 重嚴(yán)謹(jǐn)性技術(shù)研究的生產(chǎn)方法； 重科學(xué)性信息交流的營銷策略。廣州智維電子科技有限公司廣州智維電子科技有限公司( HYPERLINK )成立于1995年 , 是一家從事車輛測控行業(yè)的高科技公司。公司以“用科技做貢獻(xiàn)”為宗旨，以專業(yè)技術(shù)為核心，以優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為先導(dǎo)，為我國車輛測控領(lǐng)域的發(fā)展做貢獻(xiàn)。智維電子科技依托華南理工、華南農(nóng)大和多家國際化大公司的雄厚技術(shù)實力，自主研發(fā)和代理專業(yè)的車輛測控產(chǎn)品，開展車輛測試診斷培訓(xùn)，并提供最有效的系統(tǒng)解決方案。智維專注于車輛測試測量和控制15 年， 我們已經(jīng)成為優(yōu)秀的供應(yīng)商和合作伙伴。智維開發(fā)和提供創(chuàng)新的全面的解決方案，用最新的高技術(shù)手段和我們的客戶一起完成這些方案。隨著系統(tǒng)開發(fā)的綜合性和廣泛性不斷提高，我們的經(jīng)驗和專業(yè)技術(shù)也有很大成長。企業(yè)文化生活，源自創(chuàng)造！( Life roots in Creation