CN106789254A - 一种工业物联网远程管理方法及其系统 - Google Patents

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    • H04L41/02—Standardisation; Integration
    • H04L41/0246—Exchanging or transporting network management information using the Internet; Embedding network management web servers in network elements; Web-services-based protocols
    • H04L41/0253—Exchanging or transporting network management information using the Internet; Embedding network management web servers in network elements; Web-services-based protocols using browsers or web-pages for accessing management information

Abstract

本发明涉及一种工业物联网远程管理方法及其系统。由于工业设备应用广泛，专业化要求高，设备用户通常缺乏有经验的技术人员，无法保证设备高效、稳定的运行，既影响设备的寿命，又增加设备运营成本。本发明利用物联技术，将工业设备的实时信息及分析数据反馈给用户、生产商等，从而提升设备运行效率。本发明的步骤是：将工业设备的生产实时数据远传至数据中心，数据中心进行数据存储及数据分析，然后在互联网上通过网页或微信等终端浏览空分设备的实时数据以及分析数据。该系统具有通用性、安全性及经济性等特点。

Description

一种工业物联网远程管理方法及其系统
技术领域
本发明属于物联网技术领域，特别涉及一种工业物联网远程管理方法及其系统。
背景技术
工业设备通常涉及专业技术知识，其长期稳定运行除与设备本身质量有关外，还与设备操作人员的操作水平和运行经验有直接联系。尤其对于全新的用户，由于缺乏有经验的技术人员，在实际运行中，无法保证设备高效、稳定的运行。通过电话等方式寻求技术支持，由于传递信息有限，专业人员无法全面动态的掌握现场运行情况，会降低故障处理效率，造成不必要的损失。因此工业物联技术可以将生产数据及时传递给生产商或专业人员，提供更加有效的技术支持。
另外，由于工业控制网络自身安全防护较差，易受互联网病毒攻击，且后果将严重影响生产安全并造成事故。目前，许多工厂因网络安全顾虑仍不敢采用物联技术。而在采用物联技术的工厂中，小型工厂的工业网与互联网没有采取安全防范，这是十分危险的；一些大型工厂会采用工业防火墙或隔离网关进行防护，但是一方面这些设备价格昂贵，另一方面，设备两端仍采用以太网TCP/IP连接，底层通讯协议及操作系统的漏洞没有杜绝，网络安全风险依然存在。所以针对工业设备的安全、经济、可靠的物联方法十分必要。
发明内容
本发明的一个目的是针对工业物联中的一些难题，提出一种工业物联网远程管理方法及系统。利用物联技术，将工业设备的实时信息及分析数据反馈给用户、生产商等，从而提升设备的使用效率。另外，方法采用串口RS232/RS485通讯，有效规避以太网通讯的协议漏洞。该方法具有安全性、通用性及经济性等特点。
该方法包括以下步骤：
步骤1、数据采集及远传环节：
在工业设备的操作站/服务器站/网关机等任意一台工作站配置数据采集模块，该模块利用OPC(OLE for Process Control)通讯协议定时单向读取设置在流程工业设备内的DCS/PLC/数据服务器等数据源的生产实时数据。数据采集模块将所采集生产数据汇总成数据串，并在数据串前添加设备信息等基本数据后，通过工作站串口，经过串口的RS232/RS485协议单向传输给通讯模块的串口端，通讯模块将数据串通过互联网远传至数据中心。
步骤2、数据接收及存储环节：
数据中心服务器/云服务器的数据接收模块获取到通讯模块的生产实时数据后，经过检验等处理后存入中心服务器/云服务器的数据库中。
步骤3、数据分析处理环节：
数据分析模块对数据库中的生产数据进行分析处理，计算KPI(KeyPerformanceIndicator)指标、设备运行效率等分析数据，并存储在数据平台中心的服务器/云服务器数据库中。
步骤4、数据终端浏览：
数据平台中心建立Web服务器，空分用户和生产商可以通过网页、微信或APP应用等终端浏览空分的实时数据以及生产分析数据。
本发明的另一个目的是提供上述方法的工业物联网远程管理系统。
该系统包括数据采集模块、通讯模块、数据接收模块、数据分析模块、Web服务器、数据终端。
数据采集模块，利用OPC通讯协议定时读取设置在流程工业设备内的DCS/PLC/数据服务器等数据源的生产实时数据。数据采集模块将所采集生产数据汇总成数据串，并在数据串前添加设备信息等基本数据后，通过工作站串口，经过串口的RS232/RS485协议传输给通讯模块的串口端。
通讯模块，用于将串口接收到的信息通过互联网发送至数据中心服务器。
数据接收模块，用于接收通讯模块传送的信息，对数据串识别设备信息及校验等处理后存入数据库中。
数据分析模块，用于对设备生产数据进行分析处理，计算KPI指标、设备运行效率等分析数据，并存储在数据平台中心的服务器/云服务器数据库中。
Web服务器，用于支持用户和生产商可以通过网页、微信或APP应用等终端浏览空分的实时数据以及生产分析数据。
数据终端，用于查看实时数据以及生产分析数据的网页、微信或APP应用等终端。
该方法具有很好的安全性。方法采用OPC协议单向读取DCS/PLC/数据服务器等数据源，然后通过工作站串口RS232/RS485协议单向传输给物联网模块，物联网模块再将数据远传至数据中心。此方法利用计算机串口单向传输数据给物联网模块，杜绝了操作系统中TCP/IP通讯协议的安全隐患，相比工业防火墙和隔离网关，可更好将工业网络与互联网进行隔离，可保护DCS/PLC及工业控制网络免受互联网的病毒攻击，具有很好的安全性。
该方法具有很好通用性。方法采用OPC协议读取数据，OPC是DCS、PLC等控制器厂家都支持的通讯协议。因此，该方法可以适应各种DCS/PLC的数据读取，具有很好的通用性。
该方法具有很好的经济性。由于方法已经将工业控制网络与互联网实现有效隔离，无需在网络上专门安装工业防火墙和隔离网关，明显降低工业设备的物联成本，具有很好的经济性。
本发明的技术方案是将工业设备的生产实时数据远传至数据中心，数据中心进行数据存储及数据分析，然后在互联网上通过网页或微信等终端浏览空分设备的实时数据以及分析数据。
附图说明
图1为本发明数据流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步分析。
如图1所示，一种空分设备物联网远程管理系统包括数据采集模块、通讯模块、数据接收模块、数据分析模块、Web服务器、数据终端，该系统进行物联网远程管理方法，包括以下步骤：
步骤1、数据采集及通讯环节：
在某空分设备的操作站上配置数据采集模块，该模块利用OPC(OLE for ProcessControl)通讯协议每隔5秒读取设置在空分设备内的PLC生产实时数据，包括温度、压力及阀门开度等97个模拟量及阀门输出、反馈及报警信息165个数字量。数据采集模块将所采集的数据依次排列，组成409个字节的数据串，在该数据串前添加两个字节保存设备信息，并添加一个字节用于保存数据串的校验值。然后将该数据串从操作站的串口通过RS232协议传送给通讯模块。
通讯模块将该数据串发送给数据中心。应用串口转以太网通讯模块USR-TCP232-410S，RS232串口接收操作站串口发来的数据串，然后通过TCP协议传输给指定公网IP的云服务器。
步骤2、数据接收及存储环节：
数据中心云服务器的数据接收模块获取到通讯模块发送的数据组后，判断校验位置字节是否正确，如正确根据设备信息字节识别设备信息，将97个模拟量和165个数字量保存在云服务数据库中的对应位置。
步骤3、数据分析处理环节：
数据分析模块每天24点整读取数据库中当天生产数据，计算空分设备中膨胀机、精馏塔、压缩机等关键设备的运行效率、电耗等数据，并保存在数据中心的云服务器数据库中。
步骤4、数据终端浏览。
数据中心建立Web服务器，空分用户和生产商可以通过网页上进行登录后可看到空分的实时数据以及生产分析数据。通过微信每天发送生产报表和实时报警信息到指定用户的微信上。

Claims (2)

1.一种工业物联网远程管理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤(1)、数据采集及远传环节：
在工业设备的操作站/服务器站/网关机等任意一台工作站配置数据采集模块，该模块利用OPC通讯协议定时读取设置在流程工业设备内的DCS/PLC/数据服务器等数据源的生产实时数据；数据采集模块将所采集生产数据汇总成数据串，并在数据串前添加设备信息等基本数据后，通过工作站串口，经过串口的RS232/RS485协议传输给通讯模块的串口端，通讯模块将数据串通过互联网远传至数据中心；
步骤(2)、数据接收及存储环节：
数据中心服务器/云服务器的数据接收模块获取到通讯模块的生产实时数据后，经过检验等处理后存入中心服务器/云服务器的数据库中；
步骤(3)、数据分析处理环节：
数据分析模块对数据库中的生产数据进行分析处理，并存储在数据平台中心的服务器/云服务器数据库中；
步骤(4)、数据终端浏览：
数据平台中心建立Web服务器，设备用户和生产商通过数据终端浏览设备的实时数据以及生产分析数据。
2.一种工业物联网远程管理系统，其特征在于包括数据采集模块、通讯模块、数据接收模块、数据分析模块、Web服务器、数据终端；
数据采集模块，利用OPC通讯协议定时读取设置在流程工业设备内的DCS/PLC/数据服务器等数据源的生产实时数据；数据采集模块将所采集生产数据汇总成数据串，并在数据串前添加设备信息等基本数据后，通过工作站串口，经过串口的RS232/RS485协议传输给通讯模块的串口端；
通讯模块，用于将串口接收到的信息通过互联网发送至数据中心服务器；
数据接收模块，用于接收通讯模块传送的信息，对数据串识别设备信息及校验等处理后存入数据库中；
数据分析模块，用于对设备生产数据进行分析处理，并存储在数据平台中心的服务器/云服务器数据库中；
Web服务器，用于支持用户和生产商可以通过数据终端浏览设备的实时数据以及生产分析数据；
数据终端，用于查看实时数据以及生产分析数据的终端。
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