CN107770204A - 一种电动执行机构远程无线维护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动执行机构远程无线维护系统及方法，其系统包括控制器、客户端和服务器端，所述控制器用于控制电动执行机构的运行并获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息；所述客户端用于管理所述控制器和服务器，并从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片；所述服务器用于管理所述控制器和客户端，并从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，以及发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。本发明实现远程无线维护，及节省了差旅费用和时间，又能实时解决现场问题，让用户具有更高的满意度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动执行机构维护的系统及方法，具体涉及一种电动执行机构远程无线维护系统及方法。
背景技术
工业过程控制中用到各种电动执行机构，电动执行机构时属于机电一体化产品，有很高的技术含量，对现场维护人员有较高的要求，在一台电动执行机构现场使用前，必须经过现场人员根据现场要求进行各种参数设定或调整，然后才能正常使用；电动执行机构使用一段时间后可能会发生故障，也需要现场人员进行检修，在早期电动执行机构技术含量较低，这些工作相对简单，随着电子技术的发展及工业过程控制要求的提高，电动执行机构逐渐向智能化高技术方向发展，对它的维护技术也相应提高，在目前现场人员技术水平达不到要求的前提下，一般都需要电动执行机构的生产厂家提供相应服务，这样使生产厂家的售后服务成本居高不下，而且生产厂家服务人员到达现场也需要时间，影像了用户对电动执行机构使用效率，对生产厂家造成负面影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动执行机构远程无线维护系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电动执行机构远程无线维护系统，包括控制器、客户端和服务器端，所述客户端与一个或多个所述控制器无线连接，所述服务器与一个或多个客户端无线连接；
所述控制器用于控制电动执行机构的运行并获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息；
所述客户端用于管理所述控制器和服务器，并从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片；
所述服务器用于管理所述控制器和客户端，并从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，以及发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
本发明的有益效果是：本发明一种电动执行机构远程无线维护系统采用无线通讯技术，是电动执行机构生产厂家售后服务人员不用出差，在办公室的服务器上即可观察设备现场，查看现场电动执行机构机构的内部数据，以及运行是的实时工况数据，从而分析现场电动执行机构的工作状态或工装情况，为现场维护提供帮助，实现远程无线维护，及节省了差旅费用和时间，又能实时解决现场问题，让用户具有更高的满意度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述客户端与所述控制器之间通过蓝牙无线连接。
进一步，所述客户端与所述服务器通过4G网络无线连接。
进一步，所述控制器包括ST7FMC2R7T6单片机和HC-05蓝牙通讯模块，所述HC-05蓝牙通讯模块的串口与所述ST7FMC2R7T6单片机的串口相连。
进一步，所述客户端包括登陆管理模块、控制器管理模块、工况数据管理模块、参数管理模块、事件管理模块、中心管理模块和图片上传模块，
所述登陆管理模块用于验证用户的操作权限，并允许通过验证的用户操作所述客户端；
所述控制器管理模块用于添加、删除和编辑所述控制器的信息；
所述工况数据管理模块用于在联机模式下实时地读取所述控制器的工况数据，还用于在离线模式下查看所述控制器已经保存的工况数据；
所述参数管理模块用于在联机模式下读取和/或修改所述控制器的参数数据，还用于在离线模式下查看所述控制器内部已经保存的参数数据；
所述事件管理模块用于在联机模式下读取所述控制器的事件信息并显示一种事件发生的总次数，还用于在离线模式下查看所述控制器已经保存的事件信息；
所述中心管理模块用于添加和删除所述服务器，并设置预设的服务器为默认连接的服务器；
所述图片上传模块用于获取电动执行机构的现场图片并将所述现场图片上传至所述服务器。
进一步，所述服务器包括客户端/控制器管理模块、图片查看模块和消息管理模块，
所述客户端/控制器管理模块用于添加和删除所述客户端和所述控制器，以及管理所述客户端和所述控制器之间的连接关系；
所述图片查看模块用于接收所述客户端发送过来的现场图片，并根据时间查询所述客户端发送过来的历史现场图片；
所述消息管理模块用于接收、显示和保存所述客户端获取的参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，并根据时间查询所述客户端发送过来的历史参数数据、历史工况数据和历史事件信息，还用于发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
进一步，所述控制器安装在电动执行机构的工业现场，所述客户端安装在WindowsMobile6.0的掌上电脑或智能手机上，所述服务器安装在Windows XP系统的电脑上。
基于上述一种电动执行机构远程无线维护系统，本发明还提供一种电动执行机构远程无线维护方法。
一种电动执行机构远程无线维护方法，利用上述所述的一种电动执行机构远程无线维护系统进行远程无线维护，包括以下步骤，
步骤一，所述控制器获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息，并传输给所述客户端；
步骤二，所述客户端从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片，并将所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片传送给所述服务器；
步骤三，所述服务器从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，并发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
本发明的有益效果是：本发明一种电动执行机构远程无线维护方法采用无线通讯技术，是电动执行机构生产厂家售后服务人员不用出差，在办公室的服务器上即可观察设备现场，查看现场电动执行机构机构的内部数据，以及运行是的实时工况数据，从而分析现场电动执行机构的工作状态或工装情况，为现场维护提供帮助，实现远程无线维护，及节省了差旅费用和时间，又能实时解决现场问题，让用户具有更高的满意度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述客户端与所述控制器之间通过蓝牙无线连接。
进一步，所述客户端与所述服务器通过4G网络无线连接。
附图说明
图1为本发明一种电动执行机构远程无线维护系统的物理结构图；
图2为本发明一种电动执行机构远程无线维护系统中客户端的结构图；
图3为本发明一种电动执行机构远程无线维护系统中服务器的结构框图；
图4为本发明一种电动执行机构远程无线维护方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种电动执行机构远程无线维护系统，包括控制器、客户端和服务器端，所述客户端与一个或多个所述控制器无线连接，所述服务器与一个或多个客户端无线连接；所述控制器用于控制电动执行机构的运行并获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息；所述客户端用于管理所述控制器和服务器，并从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片；所述服务器用于管理所述控制器和客户端，并从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，以及发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
所述控制器安装在电动执行机构的工业现场，所述客户端安装在WindowsMobile6.0的掌上电脑或智能手机上，所述服务器安装在Windows XP系统的电脑上。
所述客户端与所述控制器之间通过蓝牙无线连接。所述客户端与所述服务器通过4G网络无线连接，这样可以实现异地管理控制器。所述服务器可以添加多个客户端，并且可以管理每个客户端下的控制器，这样在控制器非常多的情况下就可以很方便地进行对控制器的批量化维护，通过使用服务器的客户端和控制器管理功能能够将使用情况相似的控制器挂接在同一个客户端下，以简化对具有相似功能的控制器的参数管理。服务器和客户端之间也可以进行实时的信息交互，客户端可以将工业现场的工况数据和控制器的事件记录发送给服务器进行保存，服务器可以随时查询这些信息。当控制器出现紧急故障而又没有技术人员在附近时，现场的操作人员只需要拿着装有客户端的设备将数据和实时图像传送给服务器，技术人员就可以在异地使用服务器查看控制器的故障信息，从而实现远程的故障调试。
所述控制器包括ST7FMC2R7T6单片机和HC-05蓝牙通讯模块，所述HC-05蓝牙通讯模块的串口与所述ST7FMC2R7T6单片机的串口相连。
所述控制器采用ST7FMC2R7T6单片机控制，具备SCI串行通信接口，然后又增加HC-05蓝牙通讯模块，HC-05蓝牙通讯模块的串口与ST7FMC2R7T6单片机串口连接，通过控制器上电时ST7FMC2R7T6单片机对HC-05初始化设置后，HC-05即可作为中转站，将ST7FMC2R7T6单片机通过串口发送和接收的数据转成标准的蓝牙无线电波信号发射和接收。
ST7FMC2R7T6单片机与HC-05蓝牙通讯模块之间的通讯过程如下：
1.ST7FMC2R7T6单片机通讯采用MODBUS-RTU通讯协议，ST7FMC2R7T6单片机作从机，客户端作主机。
2.ST7FMC2R7T6单片机软件按照MODBUS-RTU通讯协议编写通讯子程序，通过通讯子程序ST7FMC2R7T6单片机能够按主机的要求将本机的所有保存的参数、当前工作数据上传给主机。
3.ST7FMC2R7T6单片机按照HC-05说明书要求完成HC-05初始化；并按控制器设定好的数据设置蓝牙模块设备名、通讯串口参数，配对密码等。
4.HC-05蓝牙模块开始正常工作，等待外部设备对它搜索配对，在客户端与HC-05蓝牙模块配对完成后，HC-05蓝牙模块开始透明传输客户端与ST7FMC2R7T6单片机之间的双方数据。
5.ST7FMC2R7T6单片机程序按正常流程运行，串口通讯采用中断方式执行，在接收到HC-05蓝牙模块转发过来的数据后，进入中断子程序，在中断程序中按MODBUS-RTU协议规则解码接收到的数据，进行相应处理，并将需要返回的数据准备好，由串口发送给HC-05蓝牙模块，并由其转发。
如图2所示，所述客户端包括登陆管理模块、控制器管理模块、工况数据管理模块、参数管理模块、事件管理模块、中心管理模块和图片上传模块，所述登陆管理模块用于验证用户的操作权限，并允许通过验证的用户操作所述客户端；所述控制器管理模块用于添加、删除和编辑所述控制器的信息；所述工况数据管理模块用于在联机模式下实时地读取所述控制器的工况数据，还用于在离线模式下查看所述控制器已经保存的工况数据；所述参数管理模块用于在联机模式下读取和/或修改所述控制器的参数数据，还用于在离线模式下查看所述控制器内部已经保存的参数数据；所述事件管理模块用于在联机模式下读取所述控制器的事件信息并显示一种事件发生的总次数，还用于在离线模式下查看所述控制器已经保存的事件信息；所述中心管理模块用于添加和删除所述服务器，并设置预设的服务器为默认连接的服务器；所述图片上传模块用于获取电动执行机构的现场图片并将所述现场图片上传至所述服务器。
在本具体实施例中：
登陆管理模块
用户登陆客户端时必须通过身份验证，只有口令匹配的用户才能正常使用本客户端；客户端不支持用户注册，只有得到授权的用户才能使用本客户端。
由于客户端只限于工厂内部，使用人员比较单一，所以客户端并没有提供复杂的权限管理功能；但是为了防止有人误用或滥用本系统而给工厂带来损失，所以客户端在登录时和进行参数设置时都要求进行身份验证，只有口令匹配的用户才能顺利登陆客户端或是修改控制器的参数，这样既保证了客户端具有一定的安全性，又简化了用户操作的复杂程度。
用户成功登陆之后客户端会跳转到主菜单界面，在主菜单界面中列出客户端的功能按钮，包括离线功能按钮、联机功能按钮、中心管理功能按钮、图片上传功能按钮、中英文转换功能按钮和退出按钮。
点击离线按钮后系统会跳转到离线控制器操作界面，在此界面中用户选择一个已经保存的控制器来进行相关的离线操作，包括离线的事件管理、参数管理和工况数据管理；用户点击联机按钮后会进入联机控制器操作界面，在此界面中用户可以搜索匹配附近的控制器，在连接控制器后可以进行相关的联机操作，包括联机的事件管理、参数管理和工况数据管理；用户点击中心管理按钮可以进入中心管理功能界面；用户点击English按钮后客户端会将界面当中的语言转换为英语，再次点击后客户端语言会转换回中文；点击退出按钮后会安全退出客户端。
控制器管理模块
控制器管理模块提供了对控制器添加、删除以及编辑控制器信息和将控制器信息上传到服务器的功能；用户首先要搜索匹配可用的蓝牙设备，找到设备之后可以对这些设备的信息进行编辑，然后将这些设备保存起来以便离线状态时查看；用户可以从操作菜单中的基础信息选项进入控制器管理界面。
在控制器管理界面中列出了客户端中已经保存的控制器信息，包括设备的编号、型号、规格、出厂日期等。在选中一个控制器后，用户可以点击编辑按钮来修改选定的控制器的信息，也可以删除按钮来删除这个控制器，或者是点击上传按钮后将此控制器的信息上传至服务器端。此外用户点击界面中的添加按钮会跳转到添加控制器界面中，用户输入控制器相关信息后点击保存按钮即可完成对控制器的添加操作。
用户可以在主菜单中点击离线或是联机按钮来分别进入离线控制器操作和联机控制器操作界面。
在离线模式下系统会自动列出其存储的控制器列表，列表中显示了控制器的编号、型号、规格信息，用户选中其中一个控制器后在界面的下方会显示此控制器的更多详细信息，包括出厂日期、合同号、客户名称、固件编号、软件版本和备注信息。用户在点击下方的设备信息按钮后会进入设备详情界面，在这个界面当中会显示控制器的更加详细的信息，同时也允许用户编辑和修改此控制器的部分信息。在联机模式下，用户通过点击界面下方的搜索按钮来搜索附近可用的蓝牙设备，搜索到相关设备后会在控制器列表中会显示这些设备的名称、型号和规格信息，用户选中其中一个控制器后在界面的下方会显示此控制器的更多详细信息，包括出厂日期、合同号、客户名称、固件编号、软件版本和备注信息，用户在点击联机按钮后系统将会和选中的设备建立通讯，并且会跳转到控制器功能选项菜单中，用户可以在此菜单中选择设备信息来读取控制器的设备信息，同时用户也可以对这些信息(除了控制器编号)进行编辑和修改。
操作界面中列出了可供用户操作的控制器，用户选中一个控制器后在离线模式下点击查看(在联机模式下为联机)按钮来进入这个控制器的功能选项菜单，功能选项菜单中列出了能够对控制器进行的操作，包括工况数据、参数管理和事件查看等。
工况数据管理模块
工况数据管理模块有离线模式和联机两种模式，用户通过此模块可以读取和查看控制器的工况数据，同时用户可以将联机模式下读取的工况数据保存起来以便在离线模式下查看。在联机模式下用户可以直接对控制器发送相关指令，主要有开阀指令、关阀指令、停止指令、就地/远程状态转换指令、检修指令来实现对控制器的远程操控。用户从控制器的功能选项菜单中选择查看工况数据即可进入工况数据管理界面。
在联机模式下客户端会每隔0.3-0.5秒给控制器发送相应指令来获取控制器工况的实时数据并将这些数据动态的显示出来。
界面中显示了此控制器一些指标的实时数据以及控制器的工作状态，其中开度在值在上方图表处动态显示(竖起表示0，水平来表示100，以其中心进行转动)，并在指示灯处用不同的图标动态表示其工作状态。用户可以通过点击界面下方的开阀、关阀或停止按钮来向当前连接的控制器发送开阀、关阀、停止指令，控制器会执行操作并返回响应信息，客户端会并根据控制器返回的信息显示操作状态信息(操作成功或操作失败及失败的原因)。当控制器返回开度为100时检修按钮可用，此时单击检修按钮，客户端会先给控制器发送关阀命令，并开始保存数据；当控制器返回开度为0时，检修按钮处于不可用状态，此时客户端会停止保存数据。用户也可以通过点击远程转就地按钮来改变控制器的模式。
用户可以通过点击界面上方的开度动画区域来进入指标的详情界面。在详情界面中可以选择以图表的形式显示指标的详细信息，也可以选择以列表的形式显示所有工况数据的指标明细。在指标下拉框中选择“开度-力矩”、“开度-速度”时，时间下拉框可用，此时会同时显示客户端中保留的历史数据曲线与实时数据曲线对比。
在指标明细界面中详细地列出了各项指标的日期和时间以及所相应的指标值。不管是在图表显示界面还是在指标明细界面，界面当中的数据都会每隔0.3秒自动刷新，这样就保证了实时地反映工况数据的变化。
在离线模式下用户可以根据时间查询控制器的历史工况数据信息。并且将这些工况数据信息发送到服务器端或者是直接删除。
用户在界面中选择开始和结束时间然后点击查询按钮即可查询出这一段时间之内的工况数据信息。用户选择一条工况数据信息，然后点击详情按钮就会跳转到详情界面，在详情界面图标标签中以图表的形式显示各项指标。用户通过点击指标下拉菜单可以选择需要浏览的指标的图表信息。用户也可以通过点击指标明细标签打开指标明细界面，在明细界面中详细列出了各项指标的日期时间和对应的指标值。
参数管理模块
参数管理模块提供了离线参数管理和联机参数管理两种模式，此模块的主要功能是显示各项参数的详细信息以及对各项参数的具体数值进行设定，同时还可以将参数设置发送到服务器端进行备份，也可以根据备份恢复参数的设置。用户从控制器的功能选项菜单中选择参数管理即可进入参数管理界面。
参数管理功能提供了对全部42项参数的查看和修改功能，这42项参数被归类为基本设置、高级设置和出厂设置，用户通过点击此界面中任何一个按钮后都会跳转到相应的参数设置的详细界面。
在基本设置界面中用户可以对语言选择、菜单选项、全开设置、全关设置、反馈4mA校正、反馈20mA校正、死区调整、信号故障、信号故障指定位置、开机选项、备用1、备用2共12项基本参数进行查看和修改。其中语言选择参数显示了控制器当前的显示语言，此参数无法从客户端进行修改；菜单选项显示了当前在进行哪一类参数设置；全开设置用来设定控制器阀门的全开位置；全关设置用来设定控制器阀门的全关位置；反馈4mA校正是当控制器在全关位置时用来校正控制器信号输出端的4mA电流值；反馈20mA校正是当控制器在全关位置时用来校正控制器信号输出端的20mA电流值；死区调整是用来在控制器不震荡的情况下设定最小灵敏度；信号故障是设定信号出现故障时阀门的停留位置，可以是全开、全关、保持原位以及指定位置；信号故障指定位置是当信号故障参数值设定为指定位置时才能设置的；开机选项是设定控制器上电时进入的状态，包括就地状态、远程自动状态；备用1和备用2是控制器备用的参数位置。
在高级设置界面中允许用户查看和修改的参数包括：正反作用、开阀速度、关阀速度、ESD功能、ESD指定位置、报警COM1、报警COM2、报警COM3、报警COM4、报警COM5、报警COM6、指定报警位置、开关型信号类型、调节型信号类型、位号、出厂设置、备用共17项。其中正反作用是用来对调阀门的全开全关位置设定；开阀速度用来调整阀门打开的速度，控制器电机的速度为5到66转每秒；关阀速度用来调整阀门关闭的速度；ESD功能用来设定在阀门在失去电力后阀门能够紧急关闭到指定的位置，有3项参数值分别是全开、全关和指定位置；ESD指定位置用来设定ESD功能开启后的关阀指定位置；报警COM1到COM6用来设定报警端口1到6的编程，总共有6种报警，分别是全开报警、全关报警、给定异常报警、开过力矩报警、关过力矩报警、超过指定位置报警和综合报警；指定报警位置用来设定报警位置的值范围从百分之一到百分之百；开关型信号类型用来设定开关型远控控制信号的类型，取值为点信号、连续信号、24V直流信号；调节型信号类型用来设定调节型控制器远控输入信号的类型，取值为4-20mA、0-20mA、0-10V；位号用来对阀门现场进行位号设定；出厂设置用来进行控制器参数的保存回复操作；备用4是控制器备用的参数位置。
在出厂设置界面中允许用户查看和修改的参数包括：输入密码、设置密码、减速范围、力矩校准、力矩单位、开阀力矩、关阀力矩、给定4mA校验、给定20mA校验、型号、产品编号、产地、历史记录条数共13项。其中输入密码是提示用户输入出厂密码，工厂级的参数设定是不能随意更改的，只有输入正确的密码才能对其他的工厂级参数进行设置；设置密码修改工厂级参数的设置密码；减速范围用来设定减速的范围值；力矩校准用来根据实际力矩校准显示力矩值；力矩单位修改力矩显示单位，取值为％、N*m、N；开阀力矩用来设定开阀力矩值如果显示的力矩超过此值则会立刻停机报警；关阀力矩用来设定关阀力矩值如果显示的力矩超过此值则会立刻停机报警；给定4mA校验设定输入信号为4mA；给定20mA校验设定输入信号为20mA；型号表示控制器的信号；产品编号表示控制器的出厂编号；产地表示控制器的产地；历史记录条数记录了控制器的历史记录的总条数。
联机模式下详细界面中用户可以查看各项参数的当前值和备份值，并且可以进入指标的明细界面，明细界面中显示了一项指标的设置方式,最大值、最小值、参考值等。用户可以向服务器上传当前的参数配置信息，也可以直接设置参数配置发送给控制器，或是点击备份按钮来将当前的参数配置保存成备份配置。同时用户还可以点击时钟设置按钮来将客户端当前的时间发送到控制器并设置为控制器的实时时间。
在详细设置界面的列表查看标签中以列表的形式显示了所有参数的参数名称、当前参数值和备份参数值。用户在此界面中必须要进行解锁操作才能使用参数的恢复和保存功能。当用户点击解锁按钮后将会弹出提示框，提示用户输入密码，同时用户也可以点击修改按钮来修改密码。
修改密码界面当中用户需要同时输入当前密码和新密码，只有当前密码输入正确后才能设置新密码。
当解锁操作完成之后用户就可以进行保存和恢复参数的操作。参数保存功能是将客户端当前设置的参数通过指令发送至控制器，参数恢复功能是将客户端中存储的参数备份通过指令的方式发送至控制器。
用户可以点击指标明细标签来跳转到指标明细界面，在此界面中用户可以从参数列表下拉选项中选择要查看的参数的详细信息，包括参数的当前值，备份值，参考值，最大值和最小值，以及在控制器上如何手动设置此项参数。同时用户也可以修改和保存参数的当前值。
在离线模式下，用户只能查看和设置参数的备份值，以及将参数的备份值上传到服务器端保存。离线模式的详细参数设置界面中同样以列表的形式详细显示了各项参数的名称和备份值，用户可以通过点击上传按钮将这些备份值发送到服务器端，同时用户也可以点击指标明细标签进入指标明细界面。
在指标明细界面中用户可以从参数列表中选择要查看的参数，此时会显示此参数的备份值、参考值、最大值和最小值以及在控制器上如何手动设置此项参数。同时用户也可以修改参数的备份值。
事件管理模块
事件管理模块提供了离线事件查询和联机事件查看两种工作模式。事件内容包括开机、关机、自动投运、手动调试、断信号、电位器异常、开过力矩、关过力矩、温度异常、hall异常、参数异常。用户可以从控制器的功能选项菜单中选择事件查看选项进入事件查看界面。在联机状态下时间管理模块通过读取控制器中的历史事件记录显示在界面中，同时用户也可以将控制器中的事件记录发送至服务器端。在离线模式下用户可以根据时间来查询已经保存在客户端的历史事件记录。
联机模式下用户通过点击查询按钮来从控制器中获取历史事件记录，呈现在事件列表中，其过程为先从客户端的数据库中查询出该控制器的故障信息，然后根据时间去控制器中查询是否有更新的故障信息，如有则将这些信息入库，同时在界面上显示出来。界面中列出了事件发生的时间日期和事件内容以及报警值，如果用户选中一条事件信息，则界面下方会显示出此种事件总共发生的次数。用户还可以点击上传按钮来将这些事件信息发送到服务器端，在上传的过程中客户端会首先检查能否通过GPRS与指定的服务器相连，如连接正常则会提示下一步操作，否则会提示GPRS不可用。
离线模式提供了对历史事件的查询功能。用户通过选择开始时间和结束时间，然后点击查询按钮即可返回这一段时间之内的事件信息。和联机模式相同，用户也可以点击上传按钮将这些信息发送至服务器，同时选中一条信息之后也会显示出此种事件发生的次数。
中心管理模块
中心管理模块的功能主要是添加和管理控制中心，即服务器。通过中心管理功能用户可以向客户端添加控制中心，同时编辑中心的名称和连接地址，也可以设置和修改默认的连接中心。
用户可以从主菜单中电机中心管理按钮来进入中心管理模块界面。在界面中以列表的形式显示了已经保存的中心的名称和地址，在界面上方显示默认连接的中心。如果用户需要添加中心，首先填写中心的名称和连接地址，然后点击添加按钮即可。用户也可以选中一个中心，在点击首选按钮来将此中心设为默认连接中心。当然，当一个中心已经不用了的时候用户也可以从列表中删除此中心。
图片上传模块
图片上传模块允许用户使用客户端自带的摄像装置进行拍照，并且支持对图像信息的预览，以及对图像添加备注信息，然后可以将图像信息上传到服务器端。用户通过点击主菜单中的图片上传按钮进入图片上传界面。
在图片上传界面中用户可以点击浏览按钮来打开本选择图片界面，在选择图片界面中会列出本地的所有文件和文件夹，用户可以根据路径来查找存储于本地的图片。一旦打开一个正确的图片文件，图片上传界面中会显示此图片的预览信息，用户可以先编辑图片的备注信息，然后点击上传按钮来将图片上传至服务器端。
同时图片上传模块也支持用本地摄像头直接拍照然后上传的功能。用户通过点击拍照按钮来启动客户端设备的摄像机，然后可以在现场进行拍照，再通过点击浏览按钮来找到刚刚拍摄的照片进行上传。
如图3所示，所述服务器包括客户端/控制器管理模块、消息管理模块和图片查看模块，
所述客户端/控制器管理模块用于添加和删除所述客户端和所述控制器，以及管理所述客户端和所述控制器之间的连接关系；
所述图片查看模块用于接收所述客户端发送过来的现场图片，并根据时间查询所述客户端发送过来的历史现场图片；
所述消息管理模块用于接收、显示和保存所述客户端获取的参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，并根据时间查询所述客户端发送过来的历史参数数据、历史工况数据和历史事件信息，还用于发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
在本具体实施例中：
服务器按运行状态可以划分为两个部分：一个是后台数据接收服务模块，另一个是前台控制管理模块。
后台数据接收服务模块以后台的方式运行，主要负责接收客户端传来的现场图片、工况数据、参数数据以及事件信息，并且将这些数据信息保存到数据库中，还负责向前台控制管理模块发送消息的提醒。
前台控制管理模块界面和提示方式都采用类似QQ的方式，图标在工具栏中显示。当有新的现场图片、工况数据、参数数据以及事件信息发送过来时，控制管理模块负责接收这些消息并闪烁图标(现场图片与工况数据、参数数据以及事件信息采用不同的图标显示)，并可对接收到的消息进行分组管理，其管理功能和QQ的好友分组功能相似，控制管理模块同时还支持对历史数据的查看。
服务器还可以按功能划分为三个模块：客户端/控制器管理模块、图片查看模块和消息管理模块。
客户端/控制器管理模块
客户端/控制器管理模块提供了对客户的添加和删除功能、对客户下的客户端的添加删除功能和对客户端下的控制器添加删除以及客户端和控制器之间的对应关系的管理等功能。在控制管理模块的首页中显示了客户的名称和在此客户下的客户端。
用户可以添加删除客户以及对每个客户下的客户端进行添加删除管理，使用此功能，用户可以方便的维护多个客户以及对每个客户下的客户端进行分组管理。客户端以叶子的形式挂接在客户名称下,右键单击空白处可向服务器中添加客户，选中客户并右键单击可向此客户下添加客户端,选中客户端进行右键单击可编辑和删除控制器。同时用户也可以从操作菜单中进入客户端管理界面，从而管理客户端和向客户端下添加和管理控制器。
由于客户端和控制器在本系统中是一对多的关系,因此必需先向本系统中添加相应的客户端才能在此客户端下添加控制器。在客户端/控制器管理界面中用户可以对客户端进行编辑和添加，也可对客户端和控制器之间的对应关系进行修改。
用户添加客户端时需要输入设备编号、型号、规格、出厂日期、合同号、客户名称、固件编号、软件版本和备注等信息，其中设备编号必须和客户端的设备编号匹配。当用户填好这些信息之后点击保存按钮即可成功添加客户端。添加好客户端之后用户才能向此客户端下添加控制器。
用户如果需要添加控制器，只能通过客户端连接并读取和上传控制器信息，这些信息包括设备编号、型号、规格、出厂日期、合同号、客户名称、固件编号、软件版本、终端名称、位号、执行器型号、海拔、温度、湿度、粉尘、涂层、扭矩、推力、过力矩保护、过流、过温保护、润滑、电动、转速、S2、s4、速度、控制单元、进线端子、安装方式、减速箱类型、旋转、联接法兰、输出联接类型、推力装置、推力螺杆、联接螺母、行程、球角支架、备注。一旦客户端上传控制器信息后此控制器会自动挂架在此客户端下，用户可以编辑此控制器的信息和将此控制器挂接在不同的客户端下。
图片查看模块
电动执行机构远程无线维护系统一个特色的功能就是图片查看功能，用户可以通过客户端(一般是手机或者是掌上电脑)自带的摄像头对工业现场进行拍照，然后通过客户端的图片上传功能将现场图片发送到服务器端。服务器端在接收到现场图片消息之后会在工具栏中显示闪烁的图标，用户点击图片消息之后就会进入图片查看界面，此外用户也可以通过在客户端管理界面中右键点击客户端的名称，然后在弹出的菜单中选择图片查看功能进入此客户端的图片查看界面。
在图片查看界面中以列表显示了客户端发送过来的图片消息，包括图片的名称，接收此消息的时间和备注信息，用户可以通过选择开始时间和结束时间来查看这一段时间之内接收到的消息。在双击列表中的消息后用户就可以查看该图片的详细信息。
消息管理模块
消息管理模块负责接收和显示客户端发送过来的实时信息、控制器的工况数据、事件信息和参数信息，也能够根据时间查询控制器的历史信息，同时还提供了与客户端之间的信息交互功能。当有客户端发送消息过来时，在工具栏中的图标会闪烁，用户单击闪烁的图标就会打开消息提醒界面。在消息提醒界面中会显示接受到的消息和发送此消息的设备以及相应的控制器的名称。
用户单击一条消息就会打开此条消息的详细信息，同时也会调出对应控制器的历史消息。根据发送过来的消息的属性不同，打开的界面也会不同。如果是工况消息，单击打开的则是工况数据界面，如果是参数消息则会打开参数管理界面，而事件消息则打开相应的事件查看界面。在没有消息发送过来时，如果用户想要查看特定控制器的历史消息，只需要直接从首页中右键点击想要查看数据的控制器，在弹出的菜单中选择数据查看选项就能进入此控制器的数据查看界面。以下就以工况数据查看功能为例介绍服务器端的消息管理模块。
在工况数据查看界面中工况数据以列表的形式呈现出来，列表中显示了此条工况的记录时间以及服务器接收到此消息的时间和消息中包含的工况条数。当服务器端接收到客户端传过来的工作参数后，会查询本机保存的原始数据并同时显示出来，历史数据用黑色的文字表示，未读数据用红色的文字表示。在此界面中，用户可以查看工况数据信息的条数以及对进入查看详情界面查看每条数据的详细信息，同时用户也可以根据需要删除一部分信息。工况数据查询功能支持以时间来查询历史数据，用户只需要选择开始时间和结束时间，然后点击查询按钮就可以很便捷的查询这一时间段的历史数据。
用户双击列表中的数据行就会跳转到查看详情界面，在详情界面中用户可以选择查看每个参数的详细信息。查看详情界面分为两部分，一个是以图表的形式显示具体的工况数据根据时间变化的界面，另一个是以列表的形式显示特定时间点的速度、力矩、电压、开度等工况数据信息。用户可以根据不同的指标和时间来过滤当前的信息，从而得到自己想要的数据信息。
消息管理模块的参数管理功能和事件查看功能与工况数据查看功能的功能很相似，都是以列表的形式显示接收到的消息，当用户双击一条消息之后就会进入详情界面，参数管理功能的详情界面会分别显示系统的基本参数设置、高级参数设置和出厂参数设置，用户可以点击进入指标详情界面来显示这些参数的详细信息，事件查看功能的详情界面会以列表的形式显示出事件的时间内容等具体信息，用户也可以根据时间来过滤当前的信息。
本发明一种电动执行机构远程无线维护系统采用无线通讯技术，是电动执行机构生产厂家售后服务人员不用出差，在办公室的服务器上即可观察设备现场，查看现场电动执行机构机构的内部数据，以及运行是的实时工况数据，从而分析现场电动执行机构的工作状态或工装情况，为现场维护提供帮助，实现远程无线维护，及节省了差旅费用和时间，又能实时解决现场问题，让用户具有更高的满意度。
基于上述一种电动执行机构远程无线维护系统，本发明还提供一种电动执行机构远程无线维护方法。
如图4所示，一种电动执行机构远程无线维护方法，利用上述所述的一种电动执行机构远程无线维护系统进行远程无线维护，包括以下步骤，
步骤一，所述控制器获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息，并传输给所述客户端；
步骤二，所述客户端从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片，并将所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片传送给所述服务器；
步骤三，所述服务器从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，并发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
所述客户端与所述控制器之间通过蓝牙无线连接。
所述客户端与所述服务器通过4G网络无线连接。
本发明一种电动执行机构远程无线维护方法采用无线通讯技术，是电动执行机构生产厂家售后服务人员不用出差，在办公室的服务器上即可观察设备现场，查看现场电动执行机构机构的内部数据，以及运行是的实时工况数据，从而分析现场电动执行机构的工作状态或工装情况，为现场维护提供帮助，实现远程无线维护，及节省了差旅费用和时间，又能实时解决现场问题，让用户具有更高的满意度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：包括控制器、客户端和服务器端，所述客户端与一个或多个所述控制器无线连接，所述服务器与一个或多个客户端无线连接；
所述控制器用于控制电动执行机构的运行并获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息；
所述客户端用于管理所述控制器和服务器，并从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片；
所述服务器用于管理所述控制器和客户端，并从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，以及发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
2.根据权利要求1所述的一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：所述客户端与所述控制器之间通过蓝牙无线连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：所述客户端与所述服务器通过4G网络无线连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：所述控制器包括ST7FMC2R7T6单片机和HC-05蓝牙通讯模块，所述HC-05蓝牙通讯模块的串口与所述ST7FMC2R7T6单片机的串口相连。
5.根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：所述客户端包括登陆管理模块、控制器管理模块、工况数据管理模块、参数管理模块、事件管理模块、中心管理模块和图片上传模块，
所述登陆管理模块用于验证用户的操作权限，并允许通过验证的用户操作所述客户端；
所述控制器管理模块用于添加、删除和编辑所述控制器的信息；
所述工况数据管理模块用于在联机模式下实时地读取所述控制器的工况数据，还用于在离线模式下查看所述控制器已经保存的工况数据；
所述参数管理模块用于在联机模式下读取和/或修改所述控制器的参数数据，还用于在离线模式下查看所述控制器内部已经保存的参数数据；
所述事件管理模块用于在联机模式下读取所述控制器的事件信息并显示一种事件发生的总次数，还用于在离线模式下查看所述控制器已经保存的事件信息；
所述中心管理模块用于添加和删除所述服务器，并设置预设的服务器为默认连接的服务器；
所述图片上传模块用于获取电动执行机构的现场图片并将所述现场图片上传至所述服务器。
6.根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：所述服务器包括客户端/控制器管理模块、图片查看模块和消息管理模块，
所述客户端/控制器管理模块用于添加和删除所述客户端和所述控制器，以及管理所述客户端和所述控制器之间的连接关系；
所述图片查看模块用于接收所述客户端发送过来的现场图片，并根据时间查询所述客户端发送过来的历史现场图片；
所述消息管理模块用于接收、显示和保存所述客户端获取的参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，并根据时间查询所述客户端发送过来的历史参数数据、历史工况数据和历史事件信息，还用于发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
7.根据权利要求1或2所述的一种电动执行机构远程无线维护系统，其特征在于：所述控制器安装在电动执行机构的工业现场，所述客户端安装在Windows Mobile6.0的掌上电脑或智能手机上，所述服务器安装在Windows XP系统的电脑上。
8.一种电动执行机构远程无线维护方法，其特征在于：利用上述权利要求1至7任一项所述的一种电动执行机构远程无线维护系统进行远程无线维护，包括以下步骤，
步骤一，所述控制器获取和保存电动执行机构的参数数据、工况数据和事件信息，并传输给所述客户端；
步骤二，所述客户端从所述控制器处获取和保存所述参数数据、工况数据和事件信息，以及获取电动执行机构的现场图片，并将所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片传送给所述服务器；
步骤三，所述服务器从所述客户端处获取、显示和保存所述参数数据、工况数据、事件信息和现场图片，并发送故障调试信息至所述客户端，实现远程无线维护。
9.根据权利要求8所述的一种电动执行机构远程无线维护方法，其特征在于：所述客户端与所述控制器之间通过蓝牙无线连接。
10.根据权利要求8或9所述的一种电动执行机构远程无线维护方法，其特征在于：所述客户端与所述服务器通过4G网络无线连接。
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|---|---|---|---|
| CN201610674044.1A CN107770204A (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种电动执行机构远程无线维护系统及方法 |
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| CN201610674044.1A CN107770204A (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种电动执行机构远程无线维护系统及方法 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111416921A (zh) * | 2019-01-08 | 2020-07-14 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 摄像机调试方法、摄像机及存储介质 |
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2016
- 2016-08-16 CN CN201610674044.1A patent/CN107770204A/zh active Pending
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