本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工業(yè)設(shè)備通常涉及專業(yè)技術(shù)知識，其長期穩(wěn)定運(yùn)行除與設(shè)備本身質(zhì)量有關(guān)外，還與設(shè)備操作人員的操作水平和運(yùn)行經(jīng)驗有直接聯(lián)系。尤其對于全新的用戶，由于缺乏有經(jīng)驗的技術(shù)人員，在實際運(yùn)行中，無法保證設(shè)備高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。通過電話等方式尋求技術(shù)支持，由于傳遞信息有限，專業(yè)人員無法全面動態(tài)的掌握現(xiàn)場運(yùn)行情況，會降低故障處理效率，造成不必要的損失。因此工業(yè)物聯(lián)技術(shù)可以將生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時傳遞給生產(chǎn)商或?qū)I(yè)人員，提供更加有效的技術(shù)支持。

另外，由于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)自身安全防護(hù)較差，易受互聯(lián)網(wǎng)病毒攻擊，且后果將嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全并造成事故。目前，許多工廠因網(wǎng)絡(luò)安全顧慮仍不敢采用物聯(lián)技術(shù)。而在采用物聯(lián)技術(shù)的工廠中，小型工廠的工業(yè)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)沒有采取安全防范，這是十分危險的；一些大型工廠會采用工業(yè)防火墻或隔離網(wǎng)關(guān)進(jìn)行防護(hù)，但是一方面這些設(shè)備價格昂貴，另一方面，設(shè)備兩端仍采用以太網(wǎng)TCP/IP連接，底層通訊協(xié)議及操作系統(tǒng)的漏洞沒有杜絕，網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險依然存在。所以針對工業(yè)設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的物聯(lián)方法十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是針對工業(yè)物聯(lián)中的一些難題，提出一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理方法及系統(tǒng)。利用物聯(lián)技術(shù)，將工業(yè)設(shè)備的實時信息及分析數(shù)據(jù)反饋給用戶、生產(chǎn)商等，從而提升設(shè)備的使用效率。另外，方法采用串口RS232/RS485通訊，有效規(guī)避以太網(wǎng)通訊的協(xié)議漏洞。該方法具有安全性、通用性及經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。

該方法包括以下步驟：

步驟1、數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)傳環(huán)節(jié)：

在工業(yè)設(shè)備的操作站/服務(wù)器站/網(wǎng)關(guān)機(jī)等任意一臺工作站配置數(shù)據(jù)采集模塊，該模塊利用OPC(OLE for Process Control)通訊協(xié)議定時單向讀取設(shè)置在流程工業(yè)設(shè)備內(nèi)的DCS/PLC/數(shù)據(jù)服務(wù)器等數(shù)據(jù)源的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊將所采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總成數(shù)據(jù)串，并在數(shù)據(jù)串前添加設(shè)備信息等基本數(shù)據(jù)后，通過工作站串口，經(jīng)過串口的RS232/RS485協(xié)議單向傳輸給通訊模塊的串口端，通訊模塊將數(shù)據(jù)串通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)傳至數(shù)據(jù)中心。

步驟2、數(shù)據(jù)接收及存儲環(huán)節(jié)：

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器/云服務(wù)器的數(shù)據(jù)接收模塊獲取到通訊模塊的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)后，經(jīng)過檢驗等處理后存入中心服務(wù)器/云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。

步驟3、數(shù)據(jù)分析處理環(huán)節(jié)：

數(shù)據(jù)分析模塊對數(shù)據(jù)庫中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計算KPI(KeyPerformance Indicator)指標(biāo)、設(shè)備運(yùn)行效率等分析數(shù)據(jù)，并存儲在數(shù)據(jù)平臺中心的服務(wù)器/云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。

步驟4、數(shù)據(jù)終端瀏覽：

數(shù)據(jù)平臺中心建立Web服務(wù)器，空分用戶和生產(chǎn)商可以通過網(wǎng)頁、微信或APP應(yīng)用等終端瀏覽空分的實時數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一個目的是提供上述方法的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)終端。

數(shù)據(jù)采集模塊，利用OPC通訊協(xié)議定時讀取設(shè)置在流程工業(yè)設(shè)備內(nèi)的DCS/PLC/數(shù)據(jù)服務(wù)器等數(shù)據(jù)源的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊將所采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總成數(shù)據(jù)串，并在數(shù)據(jù)串前添加設(shè)備信息等基本數(shù)據(jù)后，通過工作站串口，經(jīng)過串口的RS232/RS485協(xié)議傳輸給通訊模塊的串口端。

通訊模塊，用于將串口接收到的信息通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收通訊模塊傳送的信息，對數(shù)據(jù)串識別設(shè)備信息及校驗等處理后存入數(shù)據(jù)庫中。

數(shù)據(jù)分析模塊，用于對設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計算KPI指標(biāo)、設(shè)備運(yùn)行效率等分析數(shù)據(jù)，并存儲在數(shù)據(jù)平臺中心的服務(wù)器/云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。

Web服務(wù)器，用于支持用戶和生產(chǎn)商可以通過網(wǎng)頁、微信或APP應(yīng)用等終端瀏覽空分的實時數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)終端，用于查看實時數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)的網(wǎng)頁、微信或APP應(yīng)用等終端。

該方法具有很好的安全性。方法采用OPC協(xié)議單向讀取DCS/PLC/數(shù)據(jù)服務(wù)器等數(shù)據(jù)源，然后通過工作站串口RS232/RS485協(xié)議單向傳輸給物聯(lián)網(wǎng)模塊，物聯(lián)網(wǎng)模塊再將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至數(shù)據(jù)中心。此方法利用計算機(jī)串口單向傳輸數(shù)據(jù)給物聯(lián)網(wǎng)模塊，杜絕了操作系統(tǒng)中TCP/IP通訊協(xié)議的安全隱患，相比工業(yè)防火墻和隔離網(wǎng)關(guān)，可更好將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行隔離，可保護(hù)DCS/PLC及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)免受互聯(lián)網(wǎng)的病毒攻擊，具有很好的安全性。

該方法具有很好通用性。方法采用OPC協(xié)議讀取數(shù)據(jù)，OPC是DCS、PLC等控制器廠家都支持的通訊協(xié)議。因此，該方法可以適應(yīng)各種DCS/PLC的數(shù)據(jù)讀取，具有很好的通用性。

該方法具有很好的經(jīng)濟(jì)性。由于方法已經(jīng)將工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)有效隔離，無需在網(wǎng)絡(luò)上專門安裝工業(yè)防火墻和隔離網(wǎng)關(guān)，明顯降低工業(yè)設(shè)備的物聯(lián)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是將工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)分析，然后在互聯(lián)網(wǎng)上通過網(wǎng)頁或微信等終端瀏覽空分設(shè)備的實時數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步分析。

如圖1所示，一種空分設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)終端，該系統(tǒng)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理方法，包括以下步驟：

步驟1、數(shù)據(jù)采集及通訊環(huán)節(jié)：

在某空分設(shè)備的操作站上配置數(shù)據(jù)采集模塊，該模塊利用OPC(OLE for Process Control)通訊協(xié)議每隔5秒讀取設(shè)置在空分設(shè)備內(nèi)的PLC生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，包括溫度、壓力及閥門開度等97個模擬量及閥門輸出、反饋及報警信息165個數(shù)字量。數(shù)據(jù)采集模塊將所采集的數(shù)據(jù)依次排列，組成409個字節(jié)的數(shù)據(jù)串，在該數(shù)據(jù)串前添加兩個字節(jié)保存設(shè)備信息，并添加一個字節(jié)用于保存數(shù)據(jù)串的校驗值。然后將該數(shù)據(jù)串從操作站的串口通過RS232協(xié)議傳送給通訊模塊。

通訊模塊將該數(shù)據(jù)串發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。應(yīng)用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)通訊模塊USR-TCP232-410S，RS232串口接收操作站串口發(fā)來的數(shù)據(jù)串，然后通過TCP協(xié)議傳輸給指定公網(wǎng)IP的云服務(wù)器。

步驟2、數(shù)據(jù)接收及存儲環(huán)節(jié)：

數(shù)據(jù)中心云服務(wù)器的數(shù)據(jù)接收模塊獲取到通訊模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)組后，判斷校驗位置字節(jié)是否正確，如正確根據(jù)設(shè)備信息字節(jié)識別設(shè)備信息，將97個模擬量和165個數(shù)字量保存在云服務(wù)數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)位置。

步驟3、數(shù)據(jù)分析處理環(huán)節(jié)：

數(shù)據(jù)分析模塊每天24點(diǎn)整讀取數(shù)據(jù)庫中當(dāng)天生產(chǎn)數(shù)據(jù)，計算空分設(shè)備中膨脹機(jī)、精餾塔、壓縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行效率、電耗等數(shù)據(jù)，并保存在數(shù)據(jù)中心的云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。

步驟4、數(shù)據(jù)終端瀏覽。

數(shù)據(jù)中心建立Web服務(wù)器，空分用戶和生產(chǎn)商可以通過網(wǎng)頁上進(jìn)行登錄后可看到空分的實時數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)。通過微信每天發(fā)送生產(chǎn)報表和實時報警信息到指定用戶的微信上。