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1）目前設(shè)備管理的難點(diǎn)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(shí)設(shè)備分布越來(lái)越分散，但是大型設(shè)備的管理也越來(lái)越難；其一是設(shè)備動(dòng)態(tài)達(dá)不能及時(shí)準(zhǔn)確掌握。二是設(shè)備狀況不能及時(shí)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。2）設(shè)備遠(yuǎn)程控制管理將提升公司管理的一臺(tái)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(jí)，然而傳統(tǒng)的人到現(xiàn)場(chǎng)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。方案

2、實(shí)現(xiàn)的基本功能1）實(shí)現(xiàn)公司對(duì)分布在全國(guó)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(bào)警以及控制器程序的更新和升級(jí)。2）提供數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)保存歷史數(shù)據(jù)。3）提供監(jiān)控管理平臺(tái)（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(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)。4）提供趨勢(shì)數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)表。5）設(shè)備故障報(bào)警，實(shí)時(shí)報(bào)警，可定義報(bào)警條件，支持超油耗報(bào)警、設(shè)備強(qiáng)制保養(yǎng)報(bào)警（更換機(jī)油、空氣濾芯、材機(jī)油濾芯）。6）基于GIS的狀態(tài)監(jiān)控（編輯、處理、分析）。7) 監(jiān)控中心支持上800臺(tái)設(shè)備的接入8) 提供遠(yuǎn)程控制臺(tái)便于技術(shù)人員遠(yuǎn)程調(diào)試9) 提供數(shù)據(jù)庫(kù)及通信協(xié)議訪問(wèn)接口10) 支持?jǐn)?shù)據(jù)訂閱功能，過(guò)濾冗余數(shù)據(jù)。可大大減少垃圾

3、流量，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。11) 可管理800臺(tái)的設(shè)備接入，并可通過(guò)升級(jí)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)更多機(jī)械設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)。12) 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。13) 支持不同品牌、不同型號(hào)的多種設(shè)備的統(tǒng)一接入14) 基于機(jī)型的變量管理，保證產(chǎn)品的兼容性、可升級(jí)性可定義現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備控制器變量。針對(duì)不同控制器類(lèi)型和編程程序，均可采用變量定義的方式實(shí)現(xiàn)采集所需變量的要求15) 多級(jí)用戶權(quán)限安全管理該系統(tǒng)是一個(gè)多用戶管理系統(tǒng)。系統(tǒng)提供多級(jí)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(jí)管理員，設(shè)備管理員，生產(chǎn)調(diào)度員，設(shè)

4、備監(jiān)控員。2.1系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心、通信平臺(tái)、監(jiān)測(cè)設(shè)備三部分組成。1) 監(jiān)測(cè)中心：由服務(wù)器、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊等組成。2) 通信平臺(tái)：中國(guó)移動(dòng)公司的GPRS專(zhuān)網(wǎng)。3) 監(jiān)測(cè)設(shè)備：電源模塊、采集模塊、GPRS傳輸模塊、轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流電壓互感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。監(jiān)控中心聊|>數(shù)字辦公系統(tǒng)【示意圖待畫(huà)】2.2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(duì)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(diǎn)，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(diǎn)是:用戶可以通過(guò)WWW瀏覽器去訪問(wèn)Internet上的文本、數(shù)據(jù)、圖像

5、等信息，大量的數(shù)據(jù)實(shí)際存放在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中?？蛻舳顺薟WW瀏覽器，一般無(wú)須任何用戶程序。 B/S結(jié)構(gòu)具有分布性特點(diǎn)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理;業(yè)務(wù)擴(kuò)展簡(jiǎn)單方便，通過(guò)增加網(wǎng)頁(yè)即可增加服務(wù)器功能;維護(hù)簡(jiǎn)單方便，只需要改變網(wǎng)頁(yè)，即可實(shí)現(xiàn)所有用戶的同步更新；開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，共享性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過(guò)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(wèn)題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的功能。通過(guò)無(wú)線方式傳送給設(shè)備監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并以B/S模式，使生產(chǎn)管理的各個(gè)部門(mén)能夠及時(shí)掌握油井工作狀態(tài)，縮短設(shè)備故障處理時(shí)間,提高工作效率。油井遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)可以免去

6、人工巡井減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并且提高了設(shè)備監(jiān)控與采油數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，甚至準(zhǔn)確性。保證了抽油機(jī)的安全運(yùn)行。2.3GPRS為通信平臺(tái)針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)90%可電話通訊的情況，我司選擇GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信平臺(tái)?；贕PRS的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充分發(fā)揮了通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì),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(dòng)公司負(fù)責(zé),因此具有覆蓋面廣、數(shù)據(jù)傳送可靠、營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),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(shí)要考慮當(dāng)?shù)谿PRS業(yè)務(wù)的使用狀況，如果有個(gè)別地方GPRS連通性差的時(shí)候還可利用GPRS模塊短消息功能傳送數(shù)據(jù)。這樣只要有移動(dòng)公司信號(hào)的地方，都可使用該

7、系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)缺點(diǎn)特征祥解GPRS優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣GPRS特別適用于間斷的、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(hào)安全性圖像傳輸營(yíng)運(yùn)費(fèi)用低1.按流量收費(fèi)缺點(diǎn)與GPRS信號(hào)GPRS信號(hào)無(wú)覆蓋的地方不能通信2.4采集終端硬件實(shí)現(xiàn)方案2BL1.LUC電流倩感然信號(hào)調(diào)埋湍3E棣感器信號(hào)調(diào)連f信號(hào)調(diào)連Mx'J4V直流上位機(jī)町PRS慣塊P13AMClf継電曙HT4V直流220V龍流【硬件設(shè)計(jì)示意圖】GPRS模塊米用NI9205。NI無(wú)線數(shù)據(jù)采集(Wi-FiDAQ)設(shè)備通過(guò)結(jié)合IEEE802.11無(wú)線或以太網(wǎng)通信、直接的傳感器連接以及靈活的NILabVIEW軟件，實(shí)

8、現(xiàn)著對(duì)電氣、物理、機(jī)械和聲音信號(hào)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。每通道的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速率超過(guò)50kS/s,并具有高達(dá)24位的分辨率通過(guò)NILabVIEW和直接的傳感器連接，簡(jiǎn)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(wú)線測(cè)量無(wú)縫集成至現(xiàn)有系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)嵌入到ROM存儲(chǔ)器的TCP/IP協(xié)議棧打包處理，再由GPRS模塊將數(shù)據(jù)傳輸至GPRS網(wǎng)絡(luò)，STM32F103x6模塊內(nèi)含2個(gè)串口：一個(gè)與GPRS模塊相連，另一個(gè)與上位機(jī)相連，采集到的數(shù)據(jù)可以通過(guò)上位機(jī)觀察是否正確，現(xiàn)場(chǎng)工作人員也可以通過(guò)手持PDA連入GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)接收來(lái)自系統(tǒng)GPRS模塊發(fā)送出來(lái)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油井現(xiàn)場(chǎng)工作參數(shù)。繼電

9、器用于控制電機(jī)電源，當(dāng)有異常時(shí)，中心計(jì)算機(jī)立即向終端發(fā)出控制命令，使MCU可以通過(guò)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)通訊實(shí)現(xiàn)：1）本設(shè)計(jì)利用TCP/IP協(xié)議來(lái)對(duì)GPRS數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和解包。由于本系統(tǒng)只對(duì)油田設(shè)備工作參數(shù)進(jìn)行傳遞，此類(lèi)參數(shù)具有間斷性、突發(fā)性、發(fā)送頻繁并且少量等特點(diǎn)，因此根據(jù)需要，對(duì)TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。2）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(bào)文都要基于IP包。在中國(guó)移動(dòng)的接入網(wǎng)關(guān)CM2NET中，一般使用PPP協(xié)議與GPRS終端進(jìn)行協(xié)商通信。圖弓PPP4E文解析過(guò)程通訊鏈接要求

10、獨(dú)具的鏈路檢測(cè)、自動(dòng)修復(fù)技術(shù)，無(wú)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(kāi)連接，并可實(shí)現(xiàn)按需連接、自動(dòng)斷線、手動(dòng)激活等功能，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源,減少運(yùn)行費(fèi)用。2.5典型參數(shù)的采集過(guò)程用戶通過(guò)無(wú)線測(cè)控主機(jī)軟件設(shè)定中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)所涉及的無(wú)線通訊參數(shù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集參數(shù),無(wú)線測(cè)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(guò)GPRS等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將其傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，再以Web瀏覽方式提供給互聯(lián)網(wǎng)用戶,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)采油過(guò)程的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控。1）測(cè)控主機(jī)工作過(guò)程測(cè)控主機(jī)安裝在抽油機(jī)電機(jī)的控制柜內(nèi)，通過(guò)抽油機(jī)電機(jī)供電。該設(shè)備通過(guò)無(wú)線或者有線的

11、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(guò)該主機(jī)對(duì)本系統(tǒng)以及各傳感器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。2）示功圖數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)程采集過(guò)程無(wú)線示功儀將載荷和位移傳感器集成在一起，用加速度傳感器測(cè)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(shí)率等參數(shù)后，以無(wú)線方式和RTU通信，把數(shù)據(jù)合包到無(wú)線測(cè)控主機(jī);通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到監(jiān)控中心服務(wù)器，服務(wù)器端軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸錯(cuò)誤校驗(yàn)和口令校驗(yàn)，然后進(jìn)行解釋并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。3）電參數(shù)采集處理過(guò)程電參數(shù)模塊安裝在控制柜內(nèi)，通過(guò)電流電壓互感器將電信號(hào)以有線方式傳輸

12、到采集終端,采集終端通過(guò)GPRS無(wú)線數(shù)傳模塊上網(wǎng),把數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式打包上傳給后臺(tái)的前置機(jī)或監(jiān)控中心服務(wù)器。4）壓力溫度采集處理過(guò)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(guò)兩次打包，即首先是ModbusRTU協(xié)議打包,其次用TCP/IP打包。后臺(tái)計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)也要有對(duì)應(yīng)的解包過(guò)程。5）報(bào)警信息處理過(guò)程服務(wù)器系統(tǒng)管理程序能對(duì)各采集終端網(wǎng)絡(luò)的GPRS通訊狀態(tài)時(shí)實(shí)顯示，出現(xiàn)故障報(bào)警提示;對(duì)各采集的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警提示。2.6系統(tǒng)配置清單序號(hào)設(shè)備數(shù)量型號(hào)單價(jià)（元）客戶報(bào)價(jià)（總價(jià)、項(xiàng)報(bào)價(jià)）元12GPRS發(fā)射、接收模塊503GPRS專(zhuān)網(wǎng)收費(fèi)4工控機(jī)505ARM5067NI

13、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、監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)1）編程平臺(tái)中心軟件的設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它支持多核處理器可實(shí)現(xiàn)多線程（數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存盤(pán)、數(shù)據(jù)分析）并行操作，提高運(yùn)行效率oLabVIEW可以利用WinSock實(shí)現(xiàn)Socke套接字與Internet通信。C+語(yǔ)言應(yīng)用靈活，對(duì)低層操作有很大的優(yōu)越性，且對(duì)網(wǎng)絡(luò)編程有很大的支持。LabVIEW庫(kù)提供了CasyncSocket這樣一個(gè)套接字庫(kù)，用它實(shí)現(xiàn)Socket編程穩(wěn)定可靠方便快捷。2）服務(wù)器接收軟件設(shè)計(jì)采用NILabVIEW編程軟件編寫(xiě)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)

14、接收軟件。該軟件的主要功能是實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送UDP或TCP協(xié)議的IP數(shù)據(jù)包，以實(shí)現(xiàn)GPRS終端的IP協(xié)議通信。由于本系統(tǒng)將對(duì)多個(gè)油井參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，所以在軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)每個(gè)油井開(kāi)設(shè)一個(gè)線程，每個(gè)線程監(jiān)聽(tīng)不同端口并獨(dú)立接收、處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理包括將接收到的各個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)在主界面上用曲線實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)。 監(jiān)測(cè)中心不需要GPRS模塊，通過(guò)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。3）監(jiān)控中心web頁(yè)面設(shè)計(jì) 采用NILabVIEW軟件編制人機(jī)交換畫(huà)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(bào)警顯示和報(bào)表生成等頁(yè)面。 報(bào)警與停機(jī)。

15、故障報(bào)警包括當(dāng)前故障信息和歷史故障信息。該系統(tǒng)對(duì)每個(gè)參數(shù)設(shè)置了警戒線，一旦超過(guò)該警戒線，計(jì)算機(jī)將立刻報(bào)警：其中包括電壓過(guò)壓、欠壓、電流過(guò)流、漏油、盜油報(bào)警等狀況。對(duì)于此類(lèi)報(bào)警，監(jiān)控中心會(huì)向終端設(shè)備發(fā)送控制命令以停止設(shè)備的工作 報(bào)表打印。該系統(tǒng)可對(duì)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)生報(bào)表并打印。公司理念重創(chuàng)造性思維訓(xùn)練的設(shè)計(jì)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(yíng)銷(xiāo)策略。中朗車(chē)棵修設(shè)備行業(yè)b!噲"會(huì)員單伽flUlOMOBLEVAlNENACEANC'REPAIRQIF田麗E狀;TV金£邃勝析儀跖“全國(guó)20隹綢f工具獎(jiǎng)啟屮ASSOCICTIONfl4：!ribILi*th

16、I弋u丄晶用聶I|U皐W"llMik名全國(guó)20崔維修工具獎(jiǎng)將"十HAHUlJltt-llill4Ar»rrwhi|iiinv.YITAih鼻”申#曾$空燃比彌很愍主全國(guó)20隹維修工具獎(jiǎng)刃屮廣州智維電子科技有限公司廣州智維電子科技有限公司()成立于1995年，是一家從事車(chē)輛測(cè)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(zhuān)業(yè)技術(shù)為核心，以優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為先導(dǎo)，為我國(guó)車(chē)輛測(cè)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(guó)際化大公司的雄厚技術(shù)實(shí)力，自主研發(fā)和代理專(zhuān)業(yè)的車(chē)輛測(cè)控產(chǎn)品，開(kāi)展車(chē)輛測(cè)試診斷培訓(xùn)，并提供最有效的系統(tǒng)解決方案。智維專(zhuān)注于車(chē)輛測(cè)試測(cè)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(kāi)發(fā)和提供創(chuàng)新的全面的解決方案，用最