远程监控系统在橡塑行业的应用方案

孙长春，翟迎丽，董原

(大连橡胶塑料机械股份有限公司，辽宁 大连 116033）

0 概述

（1）系统背景

远程监控系统一般利用现有的计算机局域网络或者公用Internet网络，进行生产现场设备运行数据的浏览，使远程监控工程师能够及时准确地了解生产现场设备运行情况、发现设备运行中存在的问题并及时远程维护和技术支持。具有投资少、工期短、运行稳定、操作简单等特点。广泛地应用于石油、化工、冶金、电力、水泥、医药造纸、水处理、橡塑等众多行业中设备数据的浏览和管理。

（2）需求分析

实现公司对分布在国内外的橡塑设备有效、及时的管控，通过远程监控设备运行状态及设备运行数据，实时掌握设备的运行状态，准确掌握设备动态数据，全方面监控设备的运行，为用户提供有效的维修建议，提高排查问题的效率，并能为以后的工艺改进带来帮助。响应效率提高的同时并大大减少设备维护成本。

远程监控系统主要功能包括以下几个方面：一是远程监视的功能；二是数据记录的功能；三是音频会话的功能；四是远程调试的功能。

①远程监视功能：

在用户控制室内设置工控机一台(可选项)，用于视频采集处理，与数据记录功能共用。

观看现场监控画面：可以在总监控室或WEB客户端观看现场的实时画面，需要看到与现场工程师站上相同的组态画面内容。

观看设备现场视频：可以在总监控室或WEB客户客户端观看设备现场摄像头的实时视频。并可对视屏内容进行记录。

②数据记录功能：

历史数据：可以在总监控室再次记录最终用户现场送上来的历史数据。并能对历史数据进行分析查看。

报警数据：报警限值可以在总监控室重新设置。发送报警短信功能应可根据不同现场设备向不同的总监控室维护工程师发送短信。

报表统计：如能对设备运行时间、能耗、产量等进行统计。

③音频会话功能：

会话功能：既能跟控制室（优先），也能跟现场进行双向通讯。对于现场的音频会话功能，优先考虑可移动的智能设备实现，最好直接使用远程监控自身的网络，也接受通过智能手机等设备通过公用通信网络。

通话录音：通话记录可以记录到总监控室的服务器中。

④远程调试功能：

可通过VPN路由器直接连至PLC或利用远程桌面功能，实现对现场设备的远程调试。远程调试前总监控室需要与现场沟通，申请远程控制权限，在远程调试时旁边上可有语音和视频的功能配合。

1 硬件及网络方案

1.1 总体系统方案

系统方案组成为用于数据传输的硬件设备，用于现场视频采集、解码、存储以及用于远程监控中心显示视频监控的硬软件设备，用于实现用户功能的硬软件设备。

1.1.1 MH-SCADA组件构成

MH-SCADA主要由四部分构成，Agent服务器、Smart UI服务器、Smart UI Designer、Smart UI Operator。其中Agent服务器的作用相当于实时数据库或I/O服务器，可以对现场数据进行采集、运算、报警、记录、输出、备份等操作。

1.1.2 设备现场网络

位于设备现场的PLC或DCS系统工程师站安装TeamViewer作为音频、视频会话的客户端，同时作为远程联机调试的目标主机，可对控制系统进行调试和故障处理，可接受远程监控中心的音视频会话邀请，在工程师站上进行多方参与的音视频会议或讨论。

现场可使用智能移动设备安装TeamViewer移动应用，通过电信运营商网络或无线Wi-Fi接入音视频会话和演示。

1.1.3 远程监控中心网络

远程监控中心的核心交换机接入VPN设备，提供内网连接的多端口。

在远程监控中心设置一台中央服务器，中央服务器可对各个现场的设备运行数据进行采集、存储、运算和报警。同时中央服务器还是远程监控中心的应用服务器，管理监控中心的工程师站访问，并且提供TeamViewer音视频会话服务管理、远程连接管理、组态界面管理以及报表和短信报警等功能的管理。

1.2 核心网络硬件

采用硬件方式搭建VPN通道。虚拟专用网络（Virtual Private Network ，简称VPN）指的是在公用网络上建立专用网络的技术。通过mGuard“附属设备安全”解决方案内的VPN技术，可以确保最大程度的安全性。

1.3 视频监控设备

设备现场可采用高清网络摄像机采集高清视频图像，最大分辨率可达到720P(1280*720)，采集的高清图像经网线输入接入NVR解码器。

2 软件方案

2.1 实时数据采集

对于不同的DCS/PLC系统，远程监控软件将根据现场实际情况采用如下其中一种方式对数据进行采集。

2.1.1 驱动协议

如果现场DCS/PLC采用通用通信协议，且具备可用的通信接口，远程监控软件将采用驱动协议方式直接读取现场DCS/PLC的实时数据。

2.1.2 OPC协议

如果现场DCS/PLC未采用通用通信协议或不具备可用的通信接口，远程监控软件将采用OPC协议通过现场DCS/PLC配备的上位机间接读取现场DCS/PLC的实时数据。

2.2 实时数据存储

由于现场DCS/PLC系统众多，因此需要高速存储海量的实时数据。对此远程监控软件采用特有Datalog技术完成对海量实时数据的高速存储。

技术特点：

（1） 存储速度快：存储速度最快高达100 ms级别；

（2） 存储周期长：单个IO点可达6 400万点；

（3） 存储量大：存储IO点数无上限，仅与硬盘容量有关。

2.3 实时画面

远程监控软件的实时画面将非常形象地反映出现场设备的工艺原理和状况，显示各种工艺参数和设备运行数据，以帮助用户方便地了解和分析设备运行情况。

技术特点：

（1）丰富的预定义图库：如阀门、皮带、电机等，用户可以很方便组态常用的设备运行装置工艺流程图；

（2）用户自定义图库：用户可以在预定义图库基础上修改图形也可以利用向导技术创建全新的自定义图形，方便了用户工程创新设计和图形的重复使用。

2.4 趋势曲线

远程监控软件趋势图能够显示出某一段时间数据变化的情况。实时趋势能够反映出当前的数据变化情况，历史趋势的数据从历史数据库中取出，能够查看任何时间段数据的变化情况。

通过历史趋势的查看，可以了解长时间的设备运行情况。当发生事故时，可以利用历史趋势进行事故追忆和事故原因分析。

技术特点：

（1）可以自定义添加或者预埋趋势曲线的笔，笔的数量无限制，但是为便于查看，建议不超过16条；

（2）可以导出趋势曲线数据到Excel、PDF、JPG等各种格式文件，便于截取重要数据以便异地或离线分析。

2.5 报警管理

远程监控软件的报警管理分为实时报警、历史报警、报警分析三个子功能。

报警管理采用对报警信息进行集中管理，以满足不同的用户可以查看和操作不同区域的设备运行信息的需要。

2.5.1 实时报警

实时报警可以显示当前激活报警信息的报警时间、变量名称、报警类型、报警描述等信息。

技术特点：

（1）可以对报警进行分级，并可以定义不同级别报警的背景色及字体色进行区分。比如低级报警的背景色为绿色，字体为黄色。高级报警的背景色为红色，字体为黄色；

（2）可以保留已消失的报警并采用特殊背景色（如蓝色）提示用户曾经发生的报警，防止用户遗漏实时报警信息。

2.5.2 历史报警

MH-SCADA软件支持对报警信息的复合查询，可按照日期时间、报警类别、报警设备、最新记录等等多种条件对报警信息进行综合查询。

技术特点：

（1）支持多种数据库存储报警信息，如SQL Server、Access等 ；

（2）支持导出报警信息到Excel以便于截取重要数据以便异地或离线分析。

2.6 音视频会话/远程调试

采用TeamViewer软件实现远程的多方参与演示、音视频会话、远程主机控制调试等功能。

技术特点：

TeamViewer是一种高度安全的远程维护解决方案。您可通过采用RSA （1024位）密匙交换和AES（256位）会话编码的全加密数据通道建立链接。该技术被现今标准认为是完全安全的。

2.7 短信报警

在远程监控中心的服务器上安装短信猫，可提供将报警信息以短信的方式发送到工程师的移动电话上。

2.8 权限管理

远程监控软件的权限管理工作机制如下：将授信任的工程师权限保存在远程监控中心的服务器中，使用工程师站访问服务器信息时，须首先向服务器验证用户权限，只有符合服务器权限列表的工程师才能够继续对远程监控系统的操作界面进行访问。

2.9 数据报表

报表管理模块是工业信息化中重要的组成部分，支持基于配置的方式和脚本的方式实现对过程数据、统计数据以及管理型数据的记录、分类汇总以及复杂的运算等，最终达到设备运行状况监测的目的。

可生成关键设备检修报表，可结合实时采样数据自动统计关键设备的实时运行时间、启停次数等内容，引导维修人员制定合理的维护周期，延长设备使用寿命。

可生成设备维护报表，根据维护周期的设定，可从设备数据库中检索出将来维护的装置报表清单和维护要求。维护完成后维护人员手工录入维护反馈信息，系统自动收集存储维护人员和时间的信息到维护数据库。

3 结语

综上，基于对用户需求的深入分析与理解，从系统的安全性、稳定性、高性能、可扩展性以及良好的性能价格比等角度综合分析，远程监控系统的及早投入与长期稳定运行，让用户在远程监控中心可以足不出户地实时监控生产现场设备运行状况，可方便地进行远程技术支持、设备专家诊断、多方音视频会话与演示、远程指导调试、远程联机调试等工作，帮助用户实现提高设备维护效率，建立快速设备调试通道，节约去生产现场的工作时间和费用，全面提升企业综合服务水平。

[1]TeamViewer说明书.2014.

[2]MH-SCADA软件说明书.2014.