远程设备监控与管理

行业背景

对于大型设备的运行状态监控,故障诊断,检修维护,备件管理等,日益得到设备厂商和最终用户的重视。相应的,远程设备监控和管理系统逐渐为越来越多的厂商所采用。现有的方案一般分两种:基于关系型数据库的典型信息系统,和基于SCADA软件的监控系统。随着装备水平和服务要求的不断提高,这些已有方案逐渐暴露其弊端。这表现在:(1)基于典型监控的方案,灵活性和扩展能力不足。(2)基于典型信息化的方案,容量,磁盘空间和实时性欠缺。(3)没有解决好基于Internet的实时数据采集。

北京艾克信控科技有限公司基于OPC UA这一最新的工业通信国际标准,实现远程数据采集。创造性地引入对象模型理念,包括基于对象模型的数据管理,以及基于对象模型的画面组态,实现数据处理和画面监控。并利用微软的富客户端浏览器应用技术,巧妙地把传统的管理和监控两种应用整合到一个平台。在此基础上实现了新一代的远程设备监控和管理系统。

解决方案

1. 基于Internet的数据传输

AicIOServer安装在现场的采集单元上或中心站的采集站。当安装在现场时,采集单元可以是工控机,平板电脑或智能采集终端(嵌入式平台)。AicIOServer从控制系统采集数据,通过各种网络接入方式联入INTERNET。传输协议采用OPC UA,底层使用TCP或http/https,可以通过穿越防火墙,传给监控中心的实时数据服务器AicDatahub。数据传输可以采用主动上传方式,能有效减少通信负荷。

2. 基于WEB的监控

本系统采用真正的BS架构,数据服务与画面展示之间存在严格的分层,这为构建大型的分布式监控系统提供了强有力的支持。服务器可以分布部署,支持服务器级联。设备厂商的管理人员和客户都可以通过浏览器,根据自己权限访问监控系统

一个画面监控多台设备

实时历史曲线

3. 面向对象建模

设备监控的特点是大量重复,同类的设备需要监控的数据和画面完全相同。AicVision能够对设备对象进行建模,当增加设备时,只需要选择设备类型(对象模板),新建实例,然后稍做修改就完成了变量数据配置。最重要的是,对新建设备,可以做到不进行任何画面组态就能完成新增的监控任务。这大大减少了组态的工作量。

4. 动态扩展

当增加新设备时,工程师站可以直接在正在运行的原系统上进行扩展,而不需要停止或重启系统。采集单元安装到现场后,可以直接按预先的设置联入到监控中心。

5. 强大的报警和事件

基于OPC UA的报警和条件(Alarms and Conditions)模块,不仅可以实现常规的限值、偏差、变化率、开关报警,还能实现更为复杂的多变量条件表达式报警,这样报警就不仅仅局限于单个变量,结合服务器脚本功能,几乎能够实现任何复杂的报警功能。

6. 历史数据存储

支持变量历史数据和事件历史记录的长期存储,并提供基于OPC UA标准的历史数据和事件访问接口。对于变量历史数据,支持变化死区压缩、趋势压缩等多种压缩存储方式,支持修改操作记录和插入注释(Annotation),支持原始数据查询及统计计算查询。

7. 画面回放

任何画面,不需要进行配置,就可以随时切换到回放状态,并可以选择回放速度。

8. 数据续传

IO采集站都有自己的数据缓存,当网络连接中断等异常发生时,可以在本地保存数据,当连接恢复后,可以继续把数据传递给对方(或从对方获取数据)。

10. 采集器支持多平台

IOServer可以部署在多种平台上,即可以部署在Windows平台,也可以支持Linux平台,甚至是Android平台。

设备管理

本方案提供的设备管理包含了完善的设备管理功能。

  • 设备档案:建立完善的设备档案,记录设备型号,编号,类型,销售日期,用户,维护记录等。通过设备档案,将设备的各类原始信息进行信息化管理,使设备档案查询工作方便快捷,设备的维修情况随时查阅。并为设备生命周期的管理提供基础数据。
  • 设备保养:可以针对每种设备类型,预先设置设备维护类型及周期。系统会根据每台设备各自的运行状况,自动提醒何时应该进行何种维护。设备管理部门制订维护保养计划,在经过各相关部门审核后,计划可下达到各个机台维修人员在进行维护后,记录维护内容。
  • 设备检修:设备维修流程规范化,信息化管理,使各类维修信息及时准确的传递到各个工作岗位,且每个环节均可以事后审查,提高了设备维修的效率,保障了设备运行的稳定性。
  • 备件管理:本模块可以对配件进行新配件入库、修改配件信息、回收入库、添加到设备;可以对配件进行卸载、维修、替换、报废、入库、安装到原设备操作;可以查看配件详细信息、流动历史、配件使用者历史、维修历史、商家信息;可以查看使用者信息、所属设备信息。
  • 在线咨询:客户的技术人员可以通过诊断答疑平台提出问题。厂商的技术专家可以就这些问题进行分析诊断,提出处理建议,直至问题解决。

带给客户的价值

  • 充分利用公用网络设施:AicIOServer通过公网,利用Tcp/Http协议向服务器传送数据,无需专网设施,降低运行成本,同时实现更加完善的安全机制
  • 便于系统扩展:利用基于模型的画面组态,当新增设备时,只要根据模板创建设备对象,无需改动任何画面,就能实现对新设备的监控。整个过程能够在运行的系统上动态实现,而不需要停机部署
  • 功能强大的报警和事件:通过AicVision平台强大的报警和事件,能够实现各种故障预警功能,从而防患于未然。
  • 处理海量实时数据:工业实时库在内存中处理实时数据,历史库压缩后存储,数据展示采用订阅/发布机制。这些特性充分保证本方案相比关系型数据库具有明显优势。
  • 严格的安全和权限:采集器和实时库之间通过OPC UA传输数据,OPC UA作为国际通信标准,有着完善的安全体系。客户端采用功能权限和数据权限区分,不同的角色只能访问自己对应的功能,不同的客户只能访问自己对应的数据。