遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)在橋式抓斗起重機(jī)上的應(yīng)用

李勝德 吳昊罡

摘要：本文將一種基于VPN技術(shù)的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)應(yīng)用于橋式抓斗起重機(jī)，通過(guò)將PLC接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了異地遠(yuǎn)程查看設(shè)備狀態(tài)，進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)、程序維護(hù)的功能。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程診斷;VPN

概述

用于垃圾焚燒發(fā)電廠的橋式抓斗起重機(jī)，屬于生產(chǎn)線供料系統(tǒng)的核心設(shè)備，24小時(shí)為發(fā)電機(jī)組鍋爐輸送燃料，自始至終處在極為惡劣的環(huán)境中，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，將可能影響整套供料系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。由于設(shè)備的監(jiān)測(cè)點(diǎn)多、自動(dòng)化水平較高、專業(yè)性強(qiáng)，如果維護(hù)人員不具備相關(guān)專業(yè)技能及裝備，很難盡快完成維護(hù)、調(diào)整工作。本文將一種基于VPN技術(shù)的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)應(yīng)用于此類橋式抓斗起重機(jī)，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接入Internet與由工程師站進(jìn)行連接，將其所能采集到的狀態(tài)變量和運(yùn)行程序顯示到工程師站上，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、配置功能、軟件維護(hù)等工作，能夠使技術(shù)人員不必前往現(xiàn)場(chǎng)就能通過(guò)診斷軟件查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為用戶進(jìn)行維護(hù)、指導(dǎo)，且該技術(shù)具備良好的網(wǎng)絡(luò)抗干擾性和穩(wěn)定性。

1.系統(tǒng)構(gòu)成

遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)由主服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)路由器（ZH120）和連接管理軟件三部分構(gòu)成。主服務(wù)器需部署獨(dú)立網(wǎng)站并具備地址解析能力，所接入的網(wǎng)絡(luò)需要滿足4M及以上帶寬以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并在主服務(wù)器上分配不同的webagent來(lái)為每個(gè)項(xiàng)目服務(wù);網(wǎng)關(guān)路由器負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行解析后連接到主服務(wù)器;連接管理軟件則部署在工程師站;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需具備以太網(wǎng)通訊功能。

遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)使用VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)建立遠(yuǎn)程連接，該技術(shù)采用隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和使用者與設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)，可以幫助遠(yuǎn)程機(jī)構(gòu)建立可信的安全連接。本遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)需要連接到因特網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)可以為具有公網(wǎng)地址的寬帶專線、ADSL、3G網(wǎng)絡(luò)等符合PPPoE協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

2.參數(shù)設(shè)置

將電腦和網(wǎng)關(guān)路由器的LAN口用網(wǎng)線連接，在IE瀏覽器地址欄中輸入路由器內(nèi)網(wǎng)地址，根據(jù)手冊(cè)指示進(jìn)入路由器。根據(jù)設(shè)備局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，首先修改內(nèi)網(wǎng)接口地址，修改后再次進(jìn)入網(wǎng)關(guān)控制臺(tái)時(shí)應(yīng)輸入新配置的局域網(wǎng)地址。路由器運(yùn)行狀態(tài)為“允許遠(yuǎn)程維護(hù)”。通常網(wǎng)關(guān)路由器需要經(jīng)過(guò)用戶網(wǎng)絡(luò)或3G路由器上網(wǎng)，因此需要上級(jí)路由器分配固定的IP地址并設(shè)置DNS。在代理上網(wǎng)設(shè)置中設(shè)置網(wǎng)段后，可以通過(guò)LAN口上網(wǎng)。在用戶管理設(shè)置中還可以設(shè)置登陸網(wǎng)關(guān)的用戶名和密碼。

針對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目服務(wù)器上都分配了唯一的webagent地址，在遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)（ZH120）和遠(yuǎn)程管理軟件中必須將該webagent進(jìn)行準(zhǔn)確輸入，此時(shí)服務(wù)器的橋梁作用已經(jīng)建立，把遠(yuǎn)程診斷計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)下的內(nèi)網(wǎng)連接在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，通過(guò)工控軟件對(duì)PLC進(jìn)行訪問(wèn)，可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、修改程序、上載、下載程序。

3.應(yīng)用實(shí)例

某項(xiàng)目中使用S7-300系列CPU，帶CP-343以太網(wǎng)模塊，模塊地址為192.168.10.10，網(wǎng)關(guān)路由器根據(jù)參數(shù)配置要求進(jìn)行設(shè)定。工程師站裝有WinCC、Step7，在安裝完連接管理軟件之后，會(huì)在控制面板的PG/PC接口中出現(xiàn)VPN網(wǎng)絡(luò)接口，遠(yuǎn)程診斷時(shí)應(yīng)在選擇接口參數(shù)中選擇VPN網(wǎng)絡(luò)接口。

首先打開(kāi)連接管理軟件，根據(jù)項(xiàng)目選擇正確的webagent地址，輸入用戶名、密碼進(jìn)行登錄，運(yùn)行日志會(huì)顯示連接狀況。在連接成功之后可運(yùn)行該項(xiàng)目的WinCC?Runtime進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控，也可以根據(jù)需要通過(guò)Step7軟件進(jìn)行程序維護(hù)。

4.應(yīng)用前景

本遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，快速找到故障原因，幫助設(shè)備維修人員快速解決問(wèn)題，大大減少現(xiàn)場(chǎng)事故處理時(shí)間，提高使用方的工作效率。同時(shí)也為供貨方減輕壓力。此系統(tǒng)應(yīng)用前景廣闊，已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外多個(gè)項(xiàng)目，在跨國(guó)、跨運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，均使用穩(wěn)定、可靠。本遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)已獲得國(guó)家專利證書(shū)。在新的垃圾抓斗起重機(jī)上將繼續(xù)使用遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，使自動(dòng)化控制的廣泛、高效遍布各地。實(shí)際上通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可預(yù)見(jiàn)到，將來(lái)很多設(shè)備可將其與辦公室（試驗(yàn)、檢測(cè)室）連接到一起，使設(shè)備受到科學(xué)的監(jiān)護(hù)和管理，為設(shè)備的高效運(yùn)行提供了強(qiáng)大技術(shù)支持的手段，降低和減少了運(yùn)行成本和寶貴的時(shí)間。