堆取料機遠程在線服務系統的研究

張立建*，劉鐵

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堆取料機遠程在線服務系統的研究

張立建*，劉鐵

（長春發電設備總廠，吉林長春，130000）

堆取料機作為大型電廠煤場、港口料場常用的大型散料裝卸設備，現場運行環境經常處于高粉塵、高噪音的環境中，對檢修人員人身健康帶來負面影響；同時堆取料機作為大型設備，由于檢修人員水平參差不齊，可能無法勝任設備緊急故障處理，而設備廠家又無法及時到達現場，從而不能做到現場設備穩定運行的萬無一失。因此，堆取料機遠程在線服務系統應運而生，為用戶和設備制造商解決了以上難題。

堆取料機；遠程在線服務系統；3G4G互聯網

引言

遠程在線服務系統主要應用于堆取料機設備使用，在設備發生電氣故障問題時，用戶現場檢修工程師很難快速高效的解決問題，需要我廠派工程師到現場解決，既浪費了時間，而且還給用戶穩定高效的工業生產帶來隱患。

為了滿足用戶對設備故障的及時分析處理的需求，利用國外智能廠商最新移動互聯網與工業總線技術，開發了遠程在線服務系統。

1 遠程在線服務系統組成

遠程在線服務系統主要有三大部分組成：第一部分是工業現場采集系統，作用是把現場設備運行的可編程控制器的數據采集上來，以供遠程工程師進行設備的維護；第二部分遠程在線監控系統，作用是提供給遠程工程師使用的硬件設備及軟件平臺，從而達到千里外工程師能夠猶如親臨現場般的對現場設備進行參數設置；第三部分是智能云報警系統，作用是在工程師不在現場及遠程監控端時，報警系統能夠通過預設好的參數及控制邏輯，對用戶進行設備報警的信息進行實時通知，以便用戶能夠第一時間了解設備運行情況。下面我們進行詳細的介紹：

圖1 遠程在線服務系統架構圖

1.1 工業現場采集系統

工業現場采集系統作為遠程在線服務系統的現場采集端，主要采集現場設備的各種工業數據。主要包括工業現場采集鏈路系統和工業現場采集檢測傳感器系統。

1.1.1 工業現場采集鏈路系統

堆取料機一般采用可編程控制器（PLC）進行控制，工業現場采集鏈路系統通過加裝現場設備系統所應用的PLC系列的以太網模塊，再加裝兼用性強的互聯網鏈路模塊，從而實現對現場設備數據的讀取和轉換。

互聯網鏈路模塊通過插接3G4G網SIM卡得以與互聯網連接，搭建遠程互聯網鏈路，實現超遠程數據監控。同時用戶的檢修工程師也可遠程進行設備監控及維護。

1.1.2 工業現場采集檢測傳感器系統

堆取料機作為大型散料運輸設備，內部機構較多，減速機、大型電機、推桿裝置、液壓系統等設備，通過對現場設備加裝檢測傳感器，例如激光掃描儀對現場物料儲量探測、GPS定位/無線定位堆取料機的位置、定位編碼器、定位校準裝置、軸承測溫檢測減速機電機的軸承溫度、減速機震動檢測及電流/電壓檢測傳感器裝置等一系列的檢測傳感器，把檢測信號匯總到互聯網鏈路模塊中。

1.2 遠程在線監控系統

遠程在線監控系統作為遠程在線服務系統的數據匯總端，主要負責對用戶設備的數據進行分析及處理。主要包括遠程在線數據處理服務器和在線數據服務器軟件平臺。

圖2 遠程在線服務系統服務器

圖3 遠程在線服務系統網絡圖

1.2.1 遠程在線數據處理服務器

工業現場采集系統提供采集上來的數據，通過移動互聯網傳輸至建立在我廠的數據處理中心，數據處理中心主要的硬件系統包括固定IP的數據服務器、實時數據顯示屏以及工程師站。

1.2.2 在線數據服務器軟件平臺

通過采用國內知名大學合作開發的“遠程在線服務系統平臺”，也是遠程在線服務系統的數據處理端，實現現場用戶大數據的采集、匯總、處理及顯示功能，能夠為用戶第一時間了解設備情況提供平臺幫助。

此軟件平臺不但擁有數據處理能力，還兼容常用品牌PLC的編程軟件，包括西門子STEP 7、羅克韋爾公司的controllogix5000以及施耐德公司的Unity 8.0等軟件的數據對接能力，從而達到對用戶現有設備的強大兼容能力。

圖4 在線服務軟件平臺模式圖

1.3 智能云報警系統

智能云報警系統通過現場的數據采集，把現場設備的報警信息傳輸至云端數據服務器，通過云端數據服務器推送至用戶的手機、平板等移動終端，從而使用戶能夠以最快的速度得知現場設備的故障信息，為用戶帶來方便快捷的服務。

1.3.1 數據采集板

數據采集板通過采集堆取料機PLC所控制繼電器輸出的開關量、模擬量，從而達到數據采集的目的；

為了使數據采集板的通用性更高，采集板不與PLC發生通訊關系，只采集繼電器開關量和模擬量。

為了使數據采集板的可擴展性更高，采集板采用模塊化設計，即每個模塊有16-32個采集點，可以根據用戶需求增加采集板數量以達到用戶采集點的要求。

圖5 數據采集模塊

1.3.2 數據處理器

數據處理器即我廠開發的通訊管理機，帶有無線自組網功能，能夠把2公里內的所有箱變（目前支持10臺）組成無線局域網，利用一臺GPRS模塊把數據遠傳到運維系統數據中心；遙信變位和遙測量越限告警實時主動上傳，3秒內上傳到運維系統數據中心，提高系統通訊效率和實時性；能夠存儲故障發生點前30分鐘數據，為故障分析提供有效數據支撐；

圖6 數據處理器即通訊管理機

1.3.3 3G/4G互聯網交換機

兼容當前主流網絡供應商聯通、移動、電信流量資費卡的交換機。

交換機主要作為搭建現場設備與互聯網連接的通道。

交換機采用現有廠商穩定機型直接應用。

1.3.4 云數據服務器平臺

云數據服務器平臺把現場報警信息推送至用戶授權連接的移動終端上，主要分系統軟件和Web服務器軟件兩部分：

云數據服務器軟件處理用戶通過移動終端軟件進行登錄訪問用戶的設備信息。

1.3.5 移動終端APP

移動終端設備作為目前使用范圍最廣，用戶最易接受的移動設備，手機、平板電腦已經人手一臺或幾臺，移動終端作為軟件APP的載體，用戶安裝卸載都非常的方便實用，而且接入網絡方式的豐富性，決定了手機及平板電腦用戶能夠在任何場景下對設備進行實施狀態的了解及接受信息；我們設計的軟件APP為用戶提供注冊、登錄、查看設備狀態等功能，例如設備報警提醒用戶后，用戶可以根據手機APP中提示的故障以及故障排查建議來處理現場的故障，故障提醒信息精細化到故障元器件端子排號，并通過對元器件故障的判斷，為用戶提出元器件故障備件采購意見，從而實現用戶能夠第一時間采買損壞部件；同時設備運行期間的震動、溫升、電流等數據通過手機APP可以實時看到監控曲線，從而為后期設備的運行穩定性預判提供可靠的保證。

圖7 遠程在線服務系統移動終端顯示畫面

2 遠程在線服務系統特點

（1）電氣工程師能快速響應用戶需求，在線為用戶診斷故障原因。

（2）由具有多年設計、調試經驗的專業團隊在線答疑解惑。

（3）可適應各種品牌型號的PLC系統，如SIEMENS、AB、施耐德、GE等。

（4）經用戶授權后方可進行網絡的連接，現場網絡連接設備自帶安全防火墻

（5）當堆取料機發生故障時，可在第一時間將故障信息發送到指定的檢修工程師手機中，提示故障發生的位置及原因，方便用戶快速檢修。

（6）由用戶指定專業檢修工程師，并在手機中安裝我廠開發并授權的手機APP軟件，便可接收故障信息。

（7）故障信息傳輸到互聯網云端服務器后，系統擁有智能辨別記錄故障發生的頻率、時間跨度的功能。

（8）智能分析用戶常見故障，并可定期提醒日常檢修中常見易發故障，向用戶提出中肯的備件準備計劃。

3 遠程在線服務系統后應用前景

（1）遠程在線服務系統目前主要應用在堆取料機上作為現場數據處理、為用戶維修設備提供保障并對設備的報警信息進行提示。

（2）遠程在線服務系統除了為用戶提供報警檢修信息及幫助用戶對設備進行維護之外，還可以以最快的速度掌握用戶對設備的使用習慣，記錄用戶設備現場出現的故障歷史，不但可以在此基礎上提高改進我廠設備，而且還能精準為用戶提供維修備件建議及故障處理意見，為企業創造更大的經濟效益。

（3）在當下這個大數據的時代，得到用戶需求數據的企業得天下，遠程在線服務系統做的不是簡單的一個售后服務系統，我廠想通過此系統的建立，為用戶提供后續的有償服務，來增加企業的利潤增長點，并且通過我們優質的服務加大用戶的粘性。

（4）此系統的外展能力也非常的強，不但可以通過數據分析中得到商機，并且在此系統之上可以深耕細作的在原有老舊設備中增加各種檢測系統的銷售，諸如軸承溫度檢測、設備震動檢測等檢測系統，通過數據的診斷，為用戶提供更好更細化的服務。

4 結束語

隨著國家對工業設備的智能化、網絡化要求的不斷提高，此套遠程在線服務系統可以廣泛的應用到各種工況環境下的工業設備中，包括安防、監控、用電數據采集等諸多領域，應用前景非常廣闊。各種裝備制造企業的設備都可以通過遠程在線服務系統這個平臺進入互聯網+的大數據時代。

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Research on Remote Online Service System of Stacker Reclaimer

ZHANG Lijian*, LIU Tie

(Changchun power generation equipment General Factory, Jilin Changchun, 130000, China)

Reclaimer as large power plant coal yard, the port yard commonly used large bulk material handling equipment, running environment of the scene is often in high dust and high noise environment, have a negative impact on personal health; at the same time Reclaimer as large equipment maintenance personnel, due to uneven level may not be qualified for emergency equipment fault handling, and equipment manufacturers can not arrive at the spot, thus cannot achieve stable operation of site equipment no danger of anything going wrong. Therefore, the remote on-line service system of stacker and Reclaimer has come into being and solved the problems for users and equipment manufacturers.

stacker reclaimer;remote online service system;3G4G Internet

張立建, 劉鐵. 堆取料機遠程在線服務系統的研究[J]. 數碼設計, 2017, 6(5): 78-80.

ZHANG Lijian, LIU Tie. Research on Remote Online Service System of Stacker Reclaimer[J]. Peak Data Science, 2017, 6(5): 78-80.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.05.032

TP391.44

A

1672-9129(2017)05-0078-03

2017-02-03；

2017-03-05。

張立建（1984-），男，吉林長春，工程師，大學本科，研究方向：堆取件機設計、開發及數字控制技術。E-mail: 2644035431@qq.com。