電氣設備遠程監控技術研究

董 洪

商丘市飛天紡織有限公司，河南商丘 476000

電氣設備的遠程監控室指通過計算機網絡對電氣設備進行遠程監視和操作，而實現這一目的的軟件系統和硬件系統統稱為遠程監控系統，它是通過運用多種技術的來實現的，例如計算機技術、控制技術以及圖形技術等，并將這些技術進行融合和集成，實現了各種資源的共享達到了監控的實時、快速和有效，并能夠跟其它的計算機網絡系統互連，向人們提供了一個更高效、更全面、更安全、更快捷的服務模式。電氣設備的遠程監控的設備和控制中心在不同的地點，通過計算機網絡來傳送各式各樣的信息，打破了地獄的限制，為人們遠程操作提供了便利。

1 電氣設備遠程監控的意義

隨著現代工業的快速發展，生產設備也得到了廣泛的應用，而且也越來越復雜，因此通過分析其環境、特性參數以及運轉狀況來進行管理、控制就顯得日益重要。由于工業生產過程控制要求的高環境適應性、高實時性和高可靠性等特點，自動控制與檢測技術一直沿著自己的道路發展，而遠程監控系統的發展為之提供了遠程監控可能。遠程生產監控系統提供自動采集控制檢測系統數據接口和人工錄入數據接口，將自動采集和人工錄入的數據進行匯總、統計并發布，通過比較直觀的形式，例如數據、報表、圖形、圖像等，在網絡終端上對設備運轉和生產控制過程實施全方面的動態監控。無論是對生產過程數據，還是計量、化驗、質量檢驗數據，系統都具有實時跟蹤監控能力。用戶可以通過遠程監控系統進行監督和管理。通過形象逼真的動態模擬工藝流程圖、實時歷史趨勢圖，管理人員可以及時地查看生產運行的現行狀態和歷史趨勢，同時實現生產異常報警，保證了設備的正常運轉。

2 遠程監控系統的功能

遠程監控系統實現了生產過程的檢測，監督，管理和控制等功能：

1）檢測功能：遠程監控系統會對所監測的數據和實際情況進行初步的處理，并通過一定形式的輸出設備顯示出來，為操作人員提供詳細的數據信息，以便為生產的正常進行提供支持；

2）管理功能：將檢測到的實時數據和生產過程中操作人員的指令進行歸納分析等加工，并分別作為實時數據和歷史數據加以存儲；

3）監督功能：利用對設備監控的數據與系統所設定的標準進行比對，對不符合標準的設備情況進行故障和危險預報，并進行報警。

3 遠程監控系統的發展

計算機網絡的快速發展為電氣設備的遠程監控提供了重要手段，為信息的傳遞效率大幅提高，它的最大特點就是資源的共享，互通有無，這就為對設備實現遠程監控提供了最有利的條件。現代工業規模的不斷發展和擴大，對設備的控制系統也提出了更高的要求，相當一部分設備都存在規模大，檢測點比較分散等現象，而嵌入式遠程監控系統的發展成功的解決了這一難題。基于嵌入式的遠程監控系統能將智能控制器的數據庫中的信息轉入上層服務器的關系數據庫中，上層服務器通過Web服務器與通用Internet網絡相連，這樣遠程用戶就能隨時查詢設備的工作狀況。操作在現有的網絡環境中，直接觀看實時的監控圖像，實現高效、簡潔的監控操作。以嵌入式系統為基礎的監控具有：便于計算機處理，適合遠距離傳輸，可靠性高、安裝方便、使用靈活和體積輕巧等優點，有利于企業提高生產效率、降低成本，也使設備使用的安全系數得到很大提高。20世紀80年代起，國外就出現了無線遠程控制單元，并逐漸得到了推廣。而我國對設備遠程控制系統的研究與應用工作始于上世紀90年代，但由于和發達國家的技術相比還有很大的差距，因此設計出的遠程監控系統的穩定性和操作性比較差，缺乏市場競爭力。目前我國遠程監控系統發展到第三代，圖像處理技術不斷提高，視頻壓縮比例越來越高，隨著監控市場的蓬勃發展，各種設備也不斷有新監控業務需求，設備遠程視頻監控系統遇到了空前的歷史發展機遇。現在，設備監控系統應用已經突破了簡單的監控范疇，成為有效的監督手段和管理資源，遠程監控技術呈現數字化、網絡化、智能化、集成化和專業化的發展趨勢。

4 遠程監控系統總體結構

從結構上分為三部分：遠程監控平臺、嵌入式服務器、智能CAN節點。各部分功能簡述如下：遠程監控平臺通過Internet 與嵌入式服務器相連，監測和控制由智能 CAN 節點組成的現場設備，并把監測數據存入數據庫，根據現場數據制定控制決策。同時發送控制命令到現場，控制設備完成指定的動作。嵌入式服務器負責收發來自 CAN 總線和以太網的信息，通過協議轉換實現兩種不同網絡之間的通信。智能 CAN 節點負責采集現場數據，通過CAN 總線將數據發到嵌入式服務器，再由嵌入式服務器發送到遠程監控平臺，同時還要接收遠程監控平臺的控制指令完成相應的控制動作。

4.1 嵌入式服務器

嵌入式服務器是指將WEB服務器引入到現場測試和控制設備中，在相應的硬件平臺和軟件系統的支持下，使傳統的測試和控制設備轉變為具備了以TCP/IP為底層通信協議，Web技術為核心的基于互聯網的網絡測試和控制設備。

4.2 智能CAN節點

總線是控制器局域網（controller area network，CAN）屬于現場總線范疇，是一種能有效支持分布式控制的串行通信網絡，可將掛接在現場總線上作為網絡節點的智能設備連接成網絡系統，并進一步構成集散測控系統。CAN智能節點位于傳感器和執行機構所在的現場，在集散控制系統中起著承上啟下的作用。一方面，它必須和上位機進行通信，以完成數據交換；另一方面，它根據系統的需要以完成測量與控制的功能。因此，CAN智能節點的設計在工業集散測控系統中有著十分重要的作用。

4.3 遠程監控平臺

遠程監控平臺通過 Internet 與嵌入式服務器相連，主要用于數據的接收，并把監測數據存儲到數據庫中，監測和控制現場設備，根據現場數據制定控制決策，用戶可以在任何地方對現場設備狀態進行監測。

經過長期對設備監控系統的實際應用、不斷優化和現場運行，遠程監控系統以其特有的優勢，將為我國工業化的發展以及企業安全有序生產，提供了一項新的管理手段。

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