CN102830671B - 远程设备实时监控的方法 - Google Patents

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Abstract

一种远程设备实时监控的方法，包括以下步骤：（1）包括前端发射控制组合、前端数据采集组合在内的远程自动化组合与位于测发大厅的后端发控组合建立通信，并且后端发控组合与监控终端建立通信；（2）将远程自动化组合、后端发控组合、和监控终端之间的彼此通信至少划分成通信模块和功能模块，并建立通信模块和功能模块对应的自诊断过程；（3）将自诊断过程得到的自诊断数据通过监控终端进行汇总，并将自诊断数据与预先设定的数据库配置文件进行匹配，实时诊断出故障，同时自动给出故障解决方案。本发明实现在测控大厅中对运载火箭发射塔处的前置发射控制组合、前置数据采集组合以及连接前置自动化设备的网络通路进行实时监控和故障迅速定位，使系统测试方法更为丰富，排查故障工作更为迅捷。

Description

远程设备实时监控的方法
技术领域
本发明涉及一种对远程自动化设备实时监控领域，尤其包含自动化设备的嵌入式软件设计，远程监控软件设计、测试数据实时显示和智能化处理等多方面的领域的远程设备实时监控的方法。
背景技术
在测控大厅中对运载火箭发射塔处的前端发射控制组合、前端数据采集组合以及连接前端自动化设备的网络通路之间没有监控，无法监视运程自动化设备实时运行状况，当自动化设备出现问题，只能采用人工方式进行故障定位，需要耗费大量人力和时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远程设备实时监控的方法，以解决现有技术中无法监视的缺陷。
现有技术是新研一种运行监测终端和地面测发控网络相连。在传统的自动化嵌入式软件的基础上设计故障数据获取的代码和单独的故障数据处理线程，获取和发送故障诊断数据到运行监测终端。还需要通过运行在监测终端上的可视化软件对诊断数据进行实时运行监测，以及在出现故障时对故障迅速定位。
一种远程设备实时监控的方法，包括以下步骤：
（1）包括前端发射控制组合、前端数据采集组合在内的远程自动化组合与位于测发大厅的后端发控组合建立通信，并且后端发控组合与监控终端建立通信；
（2）将远程自动化组合、后端发控组合、和监控终端之间的彼此通信至少划分成通信模块和功能模块，并建立通信模块和功能模块对应的自诊断过程；
（3）将自诊断过程得到的自诊断数据通过监控终端进行汇总，并将自诊断数据与预先设定的数据库配置文件进行匹配，实时诊断出故障，同时自动给出故障解决方案。
较佳地，建立通信模块的的自诊断过程进一步包括：
通过计算网络模块中的收到数据帧数；
网络模块工作正常时，在运行监测系统中显示数据帧持续计数；网络故障时，在运行监测系统中显示数据帧停止计数。
较佳地，建立通信模块的的自诊断过程具体为：
a)通过在取出网络通讯模块内存中U0\G20485中的特殊寄存器到中间寄存器中：MOV U0\G20485K4M350；
如果在设置中指定了第1路网络连接，则第1路网络连接每收到1帧数据，中间寄存器M350收到一帧脉冲信号，第2路网络连接每收到1帧数据，中间寄存器M351收到一帧脉冲信号，并以此类推；
b)通过计算脉冲上升变化的INC指令，将第1路网络连接的脉冲变化统计给计数器C0，将第2路网络连接的脉冲变化统计给计数器C1，并以次类推；
c)将统计第1路网络连接的计数器C0的数值赋值给数据寄存器D0：MOV C0D0，将统计第2路网络连接的计数器C1的数值赋值给数据寄存器D1：MOV C1D1，并以此类推，以达到把网络传输的数据帧变化转换为运行监测计算机可以识别的16bit格式数据。
较佳地，建立功能模块的的自诊断过程进一步包括：
对于功能模块，分为智能功能模块和IO功能模块；
通过读取各自对应的特殊数据寄存器，并通过故障诊断表来自动给出诊断方案的，模块工作正常时，在运行监测系统中显示状态灯正常。
并且，本方法还包括：
当功能模块发生故障时，所述各自对应的特殊数据寄存器存储对应的故障ID；
通过所述故障ID来找到数据库配置文件中预先设置的该故障ID对应的故障原因及故障解决方案。
另外，远程自动化组合使用ISO协议第4层传输层TCP/IP协议按照100ms/帧频率点对点将自诊断数据发送至测发大厅中的后端发控组合中进行汇总保存；后端发控组合使用ISO协议第4层传输层UDP广播协议按照80ms/帧频率，将数据传输给监测终端。
与现有技术相比，本发明涉及一种对远程自动化设备实时监控的方法。该方案基于某型号运载火箭测试发射控制一体化系统。本发明采用一种从未使用过的测试方法，实现在测控大厅中对运载火箭发射塔处的前端发射控制组合、前端数据采集组合以及连接前端自动化设备的网络通路进行实时监控和故障迅速定位，使系统测试方法更为丰富，排查故障工作更为迅捷。
还有，本发明将将远程自动化组合、后端发控组合、和监控终端之间的彼此通信至少划分成通信模块和功能模块，并建立通信模块和功能模块对应的自诊断过程。这种方案可以针对通信模块定义一个自诊断过程，针对不同的功能模块定义一个自诊断过程，这种处理方案，提高了自诊断的准确性，而且也提供一种自诊断的实现方案，使其有实现可能。
附图说明
图1为运载火箭测试发射控制一体化系统的一示例原理图；
图2为自诊断过程的流程图；
图3为模块划分示例图；
图4为通讯模块自诊断原理图；
图5为功能模块自诊断原理图；
图6为监控终端的诊断模式图。
具体实施方式
结合附图，具体说明本发明。
首先步骤（1），包括前端发射控制组合、前端数据采集组合在内的远程自动化组合与位于测发大厅的后端发控组合建立通信，并且后端发控组合与监控终端建立通信。这是现有技术，只需要保证他们之前数据传输的稳定性和实时性即可。监控终端对远程数据的数据集成、实时处理故障甄别有功效。
请参阅图1，其为本发明涉及的对应系统，前端发射控制组合、前端数据采集、前端执行组合、前端运行监控计算机等的前端设备（或称远程自动化系统）与后端发控组合建立通信，后端发控组合与后端运行监控计算机（即监控终端）建立通信。
对远程自动化系统监控主要包括的关键技术有两个方面内容：
(1)自动化设备自诊断过程：其中包括了通讯模块诊断数据和功能模块诊断数据；(2)运行监测终端处理过程：其中包括了故障识别算法与故障解决方案。
关键技术的流程图如图2所示。
接着进行步骤（2）：按照模块种类划分，对通讯模块诊断数据和功能模块诊断数据两大类进行了分别研究。如图3所示。在远程自动化组合与位于测发大厅的后端发控组合建立通信，并且后端发控组合与监控终端建立通信时，其模块可以划分为通讯模块和功能模块，比如，以太网网络模块、CC-LINK网络模块等其为通讯模块。A/D模块、D/A模块等可以为功能模块。同时，建立通信模块和功能模块对应的自诊断过程。
对于通讯模块，在自动化系统中的自诊断原理是：通过计算网络模块中的收到数据帧数。网络模块工作正常时，在运行监测系统中显示数据帧持续计数；网络故障时，在运行监测系统中显示数据帧停止计数。
通讯模块自诊断的机理：对于不同网络的模块，其自诊断的机理大致相同，用以太网模块的自诊断模式为例，有以下几个步骤。通讯模块自诊断机理如图4所示。
a)通过在取出网络通讯模块内存中U0\G20485中的特殊寄存器到中间寄存器中：MOVU0\G20485K4M350。
如果在设置中指定了第1路网络连接，则第1路网络连接每收到1帧数据，中间寄存器M350收到一帧脉冲信号，第2路网络连接每收到1帧数据，中间寄存器M351收到一帧脉冲信号，并以此类推。
b)通过计算脉冲上升变化的INC指令，将第1路网络连接的脉冲变化统计给计数器C0，将第2路网络连接的脉冲变化统计给计数器C1，并以次类推。
c)将统计第1路网络连接的计数器C0的数值赋值给数据寄存器D0：MOV C0D0，将统计第2路网络连接的计数器C1的数值赋值给数据寄存器D1：MOVC1D1，并以此类推。即把网络传输的数据帧变化转换为运行监测计算机可以识别的16bit格式数据。
对于功能模块，又可以分为智能功能模块和IO功能模块。其在自动化系统中的自诊断的原理，是通过读取特殊数据寄存器，并通过故障诊断表来自动给出诊断方案的。模块工作正常时，在运行监测系统中显示状态灯正常。具体功能模块自诊断机理如图5所示。
即不同的功能组合通过不同的自诊断方式获取故障诊断数据。
最后步骤3：再通过网络技术汇集来自不同功能组合的自诊断数据，由运行监测终端对各类型模块的自诊断数据进行汇总，并将自诊断数据与预先设定的数据库配置文件进行匹配，实时诊断出故障，同时自动给出故障解决方案。。
运行监测终端软件自动判断收到的诊断数据，通过数据帧、状态灯、状态数据的显示和回放，在诊断出故障时自动报错。并且，通过详细、完整的故障解决方案配置文件库，在诊断出故障的同时，系统可以自动给出故障解决方案。
其图6为终端的诊断模式示例流程图，即：
（1）在运行监测终端中通讯模块的诊断模式：网络帧实时计数显示，同时状态灯闪烁；通讯模块故障时，在运行监测系统中，状态灯显示报警颜色，
（2）在运行监测终端中功能模块的诊断模式：对于功能模块的自诊断数据，由于其来源于PLC中的特殊数据存储器（SD）。自身已经带有故障ID标志。进行ID标志的匹配。功能模块工作正常的ID标志为0000；功能模块工作异常时，根据不同的ID标志，查找配置数据库中故障ID指向的故障原因和解决方案。
（3）根据收到的自诊断数据与数据库配置文件匹配，实时定位到故障模块、再给出故障原因和解决方案。一个标准的配置数据库的部分内容如表1所示。
表1配置数据库（部分）
应用例
该系统包括：
●前端AD采集组合：周期性的采集箭上模拟量参数，同时因为采集模块数量较多，可以把采集组合分为采集组合1到采集组合6；
●前端发控组合：完成响应后端发控组合的命令，完成前端发射塔架的发射控制逻辑的功能实现，并给后端发控组合反馈信号；
●前端执行组合：完成响应后端发控组合的命令，完成前端发射塔架的地面电源供配电和电源模拟量采集功能，并给后端发控组合反馈信号；
●后端发控组合：响应发控台或主控微机指令，完成后端发射控制逻辑，完成将指令传输给前端发控组合和前端执行组合。接受前端发控组合和前端执行组合的反馈信号，并且把反馈信号传输到后端终端显示；
●运行监测计算机运行远程监测终端软件。
运行监测系统最终需要软件实现，在运行监测软件中融合了数字显示、状态显示、数据保存、故障识别算法以及方案解决算法。
在运行监视软件中对通讯模块的运行状态监控包括了以下4个网络段：
(1)监控前端采集组合到运行监控终端的网络段；
(2)监控前端发控组合到后端发控组合的网络段；
(3)监控前端执行组合到后端发控组合的网络段；
(4)监控后端发控组合到运行监控终端的网络段。
通过监视这4个网络段就可以覆盖对整个远程自动化控制系统网络的监视。当各网络段正常时，各自显示数据帧计数和运行状态灯亮绿。当某段网络不正常工作时，显示数据帧计数停滞和运行状态灯亮红。
在运行监控软件中对功能模块的运行状态监控包括了以下功能模块：
(1)监控前端采集组合功能模块运行状态；
(2)监控前端发控组合功能模块运行状态；
(3)监控前端执行组合功能模块运行状态；
(4)监控后端发控组合功能模块运行状态。
当采集组合工作正常时，采集组合1到采集组合6状态灯亮绿。反之，工作不正常时，状态灯亮红。当前端发控组合、前端执行组合、后端发控组合工作正常时。各自状态灯亮绿。反之，状态灯亮红。点击“故障ID匹配”按钮时，软件通过ID匹配算法查找数据库配置文件，并在“故障方案显示”区域给出故障的解决方案
应当理解的是这里所描述的方法和系统可以以各种形式的硬件、软件、固件、专用处理机或者它们的组合实现。尤其是，至少本发明的一部分包括程序指令的应用程序优选实现。这些程序指令被确实地包括在一个或者多个程序存储设备（包括但不限于硬盘，磁性软盘，RAM，ROM，CD，ROM等）里，并且可由任何包括适当结构的设备或者机器，例如一种具有处理器、内存和输入/输出接口的通用数字计算机执行。还应当理解由于附图中描述的一些系统的组成部件和处理步骤优选地以软件实现，所以，系统模块（或者方法步骤的逻辑流程）之间的连接可能不同，这取决于本发明的编程方式。根据这里给出的指导，相关领域的普通技术人员将能够设计出本发明的这些以及类似的实施方式。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种远程设备实时监控的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)包括前端发射控制组合、前端数据采集组合在内的远程自动化组合与位于测发大厅的后端发控组合建立通信，并且后端发控组合与监控终端建立通信；
(2)将远程自动化组合、后端发控组合、和监控终端之间的彼此通信至少划分成通信模块和功能模块，并建立通信模块和功能模块对应的自诊断过程；其中，
建立通信模块的自诊断过程进一步包括：
计算网络模块中收到的数据帧数；
网络模块工作正常时，在监控终端中显示数据帧持续计数；网络故障时，在监控终端中显示数据帧停止计数；
(3)将自诊断过程得到的自诊断数据通过监控终端进行汇总，并将自诊断数据与预先设定的数据库配置文件进行匹配，实时诊断出故障，同时自动给出故障解决方案。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立通信模块的自诊断过程具体为：
a)读取网络通讯模块内存U0\G20485中的特殊寄存器的数据到中间寄存器中；
如果在设置中指定了第1路网络连接，则第1路网络连接每收到1帧数据，中间寄存器M350收到一帧脉冲信号，第2路网络连接每收到1帧数据，中间寄存器M351收到一帧脉冲信号，并以此类推；
b)通过计算脉冲上升变化的INC指令，将第1路网络连接的脉冲变化统计给计数器C0，将第2路网络连接的脉冲变化统计给计数器C1，并以次类推；
c)将统计第1路网络连接的计数器C0的数值赋值给数据寄存器D0，将统计第2路网络连接的计数器C1的数值赋值给数据寄存器D1，并以此类推，以达到把网络传输的数据帧变化转换为监控终端可以识别的16bi t格式数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立功能模块的自诊断过程进一步包括：
对于功能模块，分为智能功能模块和IO功能模块；
通过读取各自对应的特殊数据寄存器，并通过故障诊断表来自动给出诊断方案，模块工作正常时，在监控终端中显示状态灯正常。
4.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
当功能模块发生故障时，所述各自对应的特殊数据寄存器存储对应的故障ID；
通过所述故障ID来找到数据库配置文件中预先设置的该故障ID对应的故障原因及故障解决方案。
5.如权利要求3或4所述的方法，还包括：
远程自动化组合使用ISO协议第4层传输层TCP/IP协议按照100ms/帧频率点对点将自诊断数据发送至测发大厅中的后端发控组合中进行汇总保存；后端发控组合使用ISO协议第4层传输层UDP广播协议按照80ms/帧频率，将数据传输给监控终端。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
工作正常时，对应的灯亮。
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