CN105527910A - 一种基于opc ua的远程监控系统及故障排除方法 - Google Patents

一种基于opc ua的远程监控系统及故障排除方法 Download PDF

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甄玉贵
韩欢欢
王路安
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明一种基于OPC？UA的远程监控系统及故障排除方法，对传统的数据采集及监控系统进行了改进，增加了基于OPC？UA的数据采集器、OPC？UA？客户端以及设备控制系统在线模拟器，可以实现发生故障后技术人员立即进行远程在线故障再现，并对故障进行分析，得到诊断故障的方法。OPC？UA？客户端将故障诊断方法直接传送回现场，现场人员可根据故障诊断方法对设备故障诊断，从而大大减少了故障诊断时间，提高了效率。

Description

一种基于OPC UA的远程监控系统及故障排除方法
技术领域
本发明涉及OPC技术领域，尤其涉及一种基于OPCUA的远程监控系统及故障排除方法。
背景技术
随着现代工业的发展，大型机组的运用越来越广泛。设备的监控检测以及故障排除严重影响着企业效率，占据了重要地位。目前，传统的数据采集与监控系统已经可以实时的对下位机系统产生的数据进行采集和监控，但是在故障检测方面效率还是较低。目前针对故障的处理方式大多是：现场人员对设备故障再现，利用数据提取软件记录下数据；将数据发回总公司进行分析；技术人员利用数据及模拟设备故障再现；找出故障所在，故障信息返回给现场人员；现场人员根据返回的故障信息进行处理；解决问题。
公开号为CN1604088A的发明专利公开了“一种故障采集检测装置及方法”,“系统分上下位机，下位机采用数据采集板，承担多路现场快变及缓变数据的采集及预处理；上位机采用PDA，通过串口接收下位机上传的数据。对整个现场监测的任务进行合理的分解：将模拟信号的采集、AD转换以及简单的数据处理部分放在下位机实现，以控制系统的硬件规模及耗电；将数据的进一步处理、现场需要实时分析的显示构件、历史数据重现等放在上位机上实现，以充分利用PDA的处理能力和交互能力。”其优点是侧重于故障诊断仪器的便携性以及低功耗性的设计，又考虑到仪器在数据采集、故障监测分析以及人机交互方面的性能的要求，是拥有多台中大型旋转机械设备的工业现场进行故障监测的高性价比方案。上述专利发明虽然可以解决问题，但是系统利用串口进行通信，在检测时需要设备及人员的移动，大大延长了系统故障诊断时间，无法达到远程诊断及缩短时间的目的，效率仍然较低。
发明内容
本发明的发明目的是解决上述现有检索的方法的局限性，利用OPCUA的远程技术及模拟再现技术，提供一种不需要人员及设备移动可以减少故障诊断时间，提高检修效率的远程监控系统及故障排除方法。
本发明一种基于OPCUA的远程监控系统，包括下位机设备和上位机控制系统，所述的下位机设备包括设备和数据采集器，所述的数据采集器包括OPCUA服务器和数据存储区；所述的上位机控制系统包括OPCUA客户端和设备控制系统模拟器；所述下位机设备的OPCUA服务器和上位机控制系统的OPCUA客户端通过Soap协议通信。
本发明一种基于OPCUA的远程监控系统的故障排除方法，包括如下步骤：
S1、上位机控制系统对下位机设备进行状态监控；
S2、判断设备是否出现故障；
S3、OPCUA客户端将故障信息返还给设备控制系统模拟器进行故障再现，设备控制系统模拟器根据再现的结果分析出故障信息及故障诊断方法；
S4、故障信息及故障诊断方法通过OPCUA客户端根据OPCUA协议返还给OPCUA服务器，现场人员根据返回的故障信息及故障诊断方法对故障进行诊断排除。
作为优选，S1中，OPCUA服务器将各监控参数发送给OPCUA客户端，OPCUA客户端接收数据，并传送到设备控制系统模拟器。
作为优选，S2中，当下位机设备有故障出现时，上位机控制系统发出警报，OPCUA服务器和OPCUA客户端根据OPCUA的Soap协议通过网络进行数据传递，上位机控制系统根据下位机设备的故障ID利用OPCUA客户端从所述的数据存储区提取OPCUA的数据。
采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
现有技术中上位机与下位机利用串口进行通信，该通讯模式并不能进行较远距离的通信，所以在设备发生故障后需要设备及人员的移动，才能进行故障诊断。本发明采用的OPCUA技术是一种基于网络技术的数据转送平台，具有很高的保密性及安全性，本发明在设备产生故障时，不需要设备和人员的移动，只需将数据通过Soap网络协议传送到设备控制系统模拟器即可进行模拟再现，从而找出故障所在。
本发明一种基于OPCUA的远程监控系统及故障排除方法，针对现有技术中不完全自动化造成的效率低下的问题，本发明研究了一种基于OPCUA的远程系统的监控及故障排除方法。本发明对传统的数据采集及监控系统进行了改进，增加了基于OPCUA的数据采集器、OPCUA客户端以及设备控制系统在线模拟器，可以实现发生故障后技术人员立即进行远程在线故障再现，并对故障进行分析，得到诊断故障的方法。OPCUA客户端将故障诊断方法直接传送回现场，现场人员可根据故障诊断方法对设备故障诊断，从而大大减少了故障诊断时间，提高了效率。
附图说明
图1是本发明的模块框图。
图2是本发明的数据采集流程图。
图3是本发明的程序流程图。
图中，10、下位机设备，101、设备，102、数据采集器，1021、OPCUA服务器，1022、数据存储区，20、上位机控制系统，201、OPCUA客户端，202、设备控制系统模拟器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示本发明一种基于OPCUA的远程监控系统，包括下位机设备10和上位机控制系统20，所述的下位机设备10包括设备101和数据采集器102，所述的数据采集器102包括OPCUA服务器1021和数据存储区1022；所述的上位机控制系统20包括OPCUA客户端201和设备控制系统模拟器202；所述下位机设备10的OPCUA服务器1021和上位机控制系统20的OPCUA客户端201通过Soap协议通信。
如图2-3所示，本发明一种基于OPCUA的远程监控系统的故障排除方法，包括如下步骤：
S1、上位机控制系统20对下位机设备10进行状态监控；
S2、判断设备101是否出现故障；
S3、OPCUA客户端将故障信息返还给设备控制系统模拟器202进行故障再现，设备控制系统模拟器202根据再现的结果分析出故障信息及故障诊断方法；
S4、故障信息及故障诊断方法通过OPCUA客户端根据OPCUA协议返还给OPCUA服务器1021，现场人员根据返回的故障信息及故障诊断方法对故障进行诊断排除。
S1中，OPCUA服务器1021将各监控参数发送给OPCUA客户端，OPCUA客户端接收数据，并传送到设备控制系统模拟器202。
S2中，当下位机设备10有故障出现时，上位机控制系统20发出警报，OPCUA服务器1021和OPCUA客户端根据OPCUA的Soap协议通过网络进行数据传递，上位机控制系统20根据下位机设备10的故障ID利用OPCUA客户端从所述的数据存储区1022提取OPCUA的数据。
在具体实施过程中，如图2所示，步骤S101，先启动设备101；步骤S102，所述的数据采集器102对设备101进行实时监控和数据采集，在所述的下位机设备10中，所述的设备101的各监控参数传送到数据采集器102，通过OPCUA服务器1021发送；步骤S103，采集到的数据按照OPCUA规范存储在数据区，利用所述的数据存储区1022进行存储。
如图3所示，步骤S201，先判断设备101是否发生故障。在不发生故障时，如步骤S202,所述的OPCUA服务器1021将各监控参数发送给OPCUA客户端;步骤S203，OPCUA客户端接收到数据传送到所述的设备控制系统模拟器202；步骤S204，设备控制系统模拟器202将各参数的监控信息显示到界面上；即实现系统监控。
在设备101发生故障时，首先如步骤S206所示，OPCUA客户端根据上位机控制系统20发送的调出数据的命令，从所述的下位机设备10的数据存储区1022调用数据；如步骤S207，所述的设备控制系统模拟器202根据调出的数据进行故障再现；随后，如步骤S208，工程师根据模拟结果得出故障诊断方法并将结果发送给下位机设备10；再之后，如S209,现场人员根据故障诊断方法对故障进行排除；随后实现S210，故障诊断完成。
本发明实现实时监控，以及发生故障后技术人员立即可进行远程在线故障再现，并对故障进行分析，得到诊断故障的方法，并将结果发送到下位机设备10，使现场人员可以立即根据故障诊断方法对故障进行排除。大大地提高了排除故障的效率。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于OPCUA的远程监控系统，包括下位机设备（10）和上位机控制系统（20），其特征在于：所述的下位机设备（10）包括设备（101）和数据采集器（102），所述的数据采集器（102）包括OPCUA服务器（1021）和数据存储区（1022）；所述的上位机控制系统（20）包括OPCUA客户端（201）和设备控制系统模拟器（202）；所述下位机设备（10）的OPCUA服务器（1021）和上位机控制系统（20）的OPCUA客户端（201）通过Soap协议通信。
2.一种根据权利要求1所述的基于OPCUA的远程监控系统的故障排除方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、上位机控制系统（20）对下位机设备（10）进行状态监控；
S2、判断设备（10）是否出现故障；
S3、OPCUA客户端（1201）将故障信息返还给设备控制系统模拟器（202）进行故障再现，设备控制系统模拟器（202）根据再现的结果分析出故障信息及故障诊断方法；
S4、故障信息及故障诊断方法通过OPCUA客户端（1201）根据OPCUA协议返还给OPCUA服务器（1021），现场人员根据返回的故障信息及故障诊断方法对故障进行诊断排除。
3.一种根据权利要求2所述的基于OPCUA的远程监控系统的故障排除方法，其特征在于：S1中，OPCUA服务器（1021）将各监控参数发送给OPCUA客户端（1201），OPCUA客户端（1201）接收数据，并传送到设备控制系统模拟器（202）。
4.一种根据权利要求2所述的基于OPCUA的远程监控系统的故障排除方法，其特征在于：S2中，当下位机设备（10）有故障出现时，上位机控制系统（20）发出警报，OPCUA服务器（1021）和OPCUA客户端（1201）根据OPCUA的Soap协议通过网络进行数据传递，上位机控制系统（20）根据下位机设备（10）的故障ID利用OPCUA客户端（1201）从所述的数据存储区（1022）提取OPCUA的数据。
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