CN108810067A - 一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统 - Google Patents

一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统 Download PDF

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杨栋梁
吴树青
李星
刘星星
承英汉
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Abstract

本发明属于设备运行服务系统领域并公开了一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统；包括现场设备单元、网关、数据后台处理中心、系统前端单元和移动智能终端APP；所述的现场设备单元包括PLC控制器、实时监测模块和机电一体化设备；所述的实时监测模块通过TCP/IP协议与PLC控制器连接，所述的PLC控制器通过TCP/IP协议与网关连接；所述的系统前端单元用于为机电一体化设备提供统一运行管理服务，包括故障远程诊断服务、故障预警处理服务和设备维修派单服务。本发明将人工时候被动维修服务变换为预防式主动服务，及时消除潜在隐患，杜绝了设备继续损坏，有效延长了设备的使用寿命；并且缩短了维修时间，提高了维修效率。

Description

一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统
技术领域
本发明涉及设备运行服务系统技术领域，具体涉及一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统。
背景技术
随着科技的进步，大型复杂的机电一体化设备在农业、工业或工程技术领域中的应用越来越广泛，通常由于机电一体化设备存在原理复杂、价格昂贵、维修难度高的特点，一旦在实际使用过程中发生故障便会导致其需要停工很长时间等待维修工程师前来查找原因并进行维修，不可避免的降低了工作效率、延长了维修时间，对装备的大范围普及使用造成了限制。
而且现有技术中往往由于使用人员对设备的原理理解的不清楚，在发生故障时没有技术发现，导致很多设备都是“带病作业”，严重降低了设备的使用寿命，所以，如果能在问题发生钱就能察觉到并及时进行纠正，在很大程度上可以避免设备的进一步损坏。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。鉴于现有技术中机电一体化设备在发生故障时首先往往需要人工进行查明原因，再进行维修而导致维修时间长、使用效率低的情况，另外，设备不能在故障发生前进行提前预防的缺点，如何提供一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术中机电一体化设备发生故障时维修时间过长、效率低；不能对产生的小问题提前预防进而导致问题逐渐增大最终导致设备停运的难题，而提供一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
设计一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，包括现场设备单元、网关、数据后台处理中心、系统前端单元和移动智能终端APP；所述的现场设备单元包括PLC控制器、实时监测模块和机电一体化设备，所述的实时监测模块与机电一体化设备连接，用于实时监测机电一体化设备运行情况，通过文本、图形、颜色以及曲线多种显示方式展示机电一体化设备的实时运行状况；所述的实时监测模块通过TCP/IP协议与PLC控制器连接，所述的PLC控制器通过TCP/IP协议与网关连接；所述的数据后台处理中心为数据库服务器，用于对实时监测模块采集数据的存储、管理、分析；所述的网关通过互联网与数据后台处理中心连接，所述的数据后台处理中心通过互联网与系统前端单元、移动智能终端APP连接；所述的系统前端单元用于为机电一体化设备提供统一运行管理服务，包括故障远程诊断服务、故障警示处理服务和设备维修派单服务；所述的移动智能终端APP安装在机电一体化设备管理者的移动智能终端上，用于对机电一体化设备基本信息查询、故障报修和维修进度查询。
工作原理：本发明通过实时监测模块监测机电一体化设备运行情况，并通过文本、图形、颜色以及曲线多种显示方式进行展示，并且实时监测模块依次与PLC控制器、网关、数据后台处理中心连接，通过PLC控制器、网关将采集的数据传递至数据后台处理中心中，数据传递至数据后台处理中心用于对实时监测模块采集数据的存储、管理、分析并将数据传递至系统前端单元中，系统前端单元中根据得到的数据进行分析、预测、诊断机电一体化设备的运行情况，当预测结果出现潜在故障时，系统前端单元启动设备维修派单服务进行维修，将人工时候被动维修服务变换为预防式主动服务，及时消除潜在隐患，杜绝了设备继续损坏，有效延长了设备的使用寿命；并且，当机电一体化设备发生故障时，系统前端单元对经数据后台处理中心传递的数据进行分析查找故障原因，并根据原因启动设备维修派单服务选择相应的专业维修工程师进行维修，降低了原因排查时间，进而缩短了维修时间，提高了维修效率；另外，本发明装置还设有移动智能终端APP，机电一体化设备的管理者可以通过安装有移动智能终端APP的移动终端进行设备基本信息查询、故障报修和维修进度查询，主动上报出现的故障。
优选的，所述的网关为4G网关。
优选的，所述的数据库服务器为MySql、MS-SQL Server或Oralce中的一种数据库系统。
优选的，所述的系统前端单元包括故障远程诊断模块、故障警示处理模块和维修派单管理模块；所述的故障远程诊断模块包括故障知识库，其根据实时监测模块得到的数据对设备运行的异常数据进行故障采集，通过调用故障知识库进行诊断和分析，从而得到理论上的故障原因，并给出故障处理建议；所述的故障警示处理模块用于显示设备运行的异常运行时间、异常运行值以及告警等级信息；当故障远程诊断模块初步诊断出故障原因后，所述的维修派单管理模块根据出现故障的机电一体化设备位置以手机短信的形式派发距离最近的维修工程师前去进行维修工作。
优选的，所述的移动智能终端APP包括基本信息查询模块、故障报修模块和维修进度查询模块；所述的基本信息查询模块用于查询储存在数据后台处理中心中现场设备单元的基本信息；所述的故障报修模块用于主动对机电一体化设备存在的故障进行报修，其将信息经数据后台处理中心传递至系统前端单元中，由所述的维修派单管理模块指派维修工程师进行维修；所述的维修进度查询模块用于显示维修工程师反馈的维修进度信息。
本发明提出的一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，有益效果在于：本发明通过实时监测模块监测机电一体化设备运行情况，通过PLC控制器、网关将采集的数据传递至数据后台处理中心中，数据传递至数据后台处理中心用于对实时监测模块采集数据的存储、管理、分析并将数据传递至系统前端单元中，系统前端单元中根据得到的数据进行分析、预测、诊断机电一体化设备的运行情况，当预测结果出现潜在故障时，系统前端单元启动设备维修派单服务进行维修，将人工时候被动维修服务变换为预防式主动服务，及时消除潜在隐患，杜绝了设备继续损坏，有效延长了设备的使用寿命；并且，当机电一体化设备发生故障时，系统前端单元对经数据后台处理中心传递的数据进行分析查找故障原因，并根据原因启动设备维修派单服务选择相应的专业维修工程师进行维修，降低了原因排查时间，进而缩短了维修时间，提高了维修效率。同时，本发明利用互联网技术，结构简单、成本较低，具有广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明总体结构示意图。
图中：现场设备单元1、PLC控制11、实时监测模块12、机电一体化设备13、网关2、数据后台处理中心3、系统前端单元4、故障远程诊断模块41、故障警示处理模块42、维修派单管理模块43、移动智能终端APP 5、基本信息查询模块51、故障报修模块52、维修进度查询模块53。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参阅附图1所示，本发明的一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，包括现场设备单元1、网关2、数据后台处理中心3、系统前端单元4和移动智能终端APP 5；所述的现场设备单元1包括PLC控制器11、实时监测模块12和机电一体化设备13，所述的实时监测模块12与机电一体化设备13连接，用于实时监测机电一体化设备运行情况，通过文本、图形、颜色以及曲线多种显示方式展示机电一体化设备13的实时运行状况；所述的实时监测模块12通过TCP/IP协议与PLC控制器11连接，所述的PLC控制器11通过TCP/IP协议与网关2连接；所述的数据后台处理中心3为数据库服务器，用于对实时监测模块12采集数据的存储、管理、分析；所述的网关2通过互联网与数据后台处理中心3连接，所述的数据库服务器为MySql、MS-SQL Server或Oralce中的一种数据库系统，所述的网关2为4G网关。所述的数据后台处理中心3通过互联网与系统前端单元4、移动智能终端APP 5连接；所述的系统前端单元4用于为机电一体化设备提供统一运行管理服务，包括故障远程诊断服务、故障警示处理服务和设备维修派单服务；所述的移动智能终端APP 5安装在机电一体化设备管理者的移动智能终端上，用于对机电一体化设备基本信息查询、故障报修和维修进度查询。
所述的系统前端单元4包括故障远程诊断模块41、故障警示处理模块42和维修派单管理模块43；所述的故障远程诊断模块41包括故障知识库，其根据实时监测模块12得到的数据对设备运行的异常数据进行故障采集，通过调用故障知识库进行诊断和分析，从而得到理论上的故障原因，并给出故障处理建议；所述的故障警示处理模块42用于显示设备运行的异常运行时间、异常运行值以及告警等级信息；当故障远程诊断模块41初步诊断出故障原因后，所述的维修派单管理模块43根据出现故障的机电一体化设备位置以手机短信的形式派发距离最近的维修工程师前去进行维修工作。所述的移动智能终端APP 5包括基本信息查询模块51、故障报修模块52和维修进度查询模块53；所述的基本信息查询模块51用于查询储存在数据后台处理中心3中现场设备单元1的基本信息；所述的故障报修模块52用于主动对机电一体化设备存在的故障进行报修，其将信息经数据后台处理中心3传递至系统前端单元4中，由所述的维修派单管理模块43指派维修工程师进行维修；所述的维修进度查询模块53用于显示维修工程师反馈的维修进度信息。
工作原理：本发明通过实时监测模块12监测机电一体化设备13运行情况，并通过文本、图形、颜色以及曲线多种显示方式进行展示，并且实时监测模块12依次与PLC控制器11、网关2、数据后台处理中心3连接，通过PLC控制器11、网关2将采集的数据传递至数据后台处理中心3中，数据传递至数据后台处理中心3用于对实时监测模块采集数据的存储、管理、分析并将数据传递至系统前端单元4中，系统前端单元4中根据得到的数据进行分析、预测、诊断机电一体化设备13的运行情况，当预测结果出现潜在故障时，系统前端单元4启动设备维修派单服务进行维修，将人工时候被动维修服务变换为预防式主动服务，及时消除潜在隐患，杜绝了设备继续损坏，有效延长了设备的使用寿命；并且，当机电一体化设备13发生故障时，系统前端单元4对经数据后台处理中心3传递的数据进行分析查找故障原因，并根据原因启动设备维修派单服务选择相应的专业维修工程师进行维修，降低了原因排查时间，进而缩短了维修时间，提高了维修效率；另外，本发明装置还设有移动智能终端APP5，机电一体化设备13的管理者可以通过安装有移动智能终端APP 5的移动终端进行设备基本信息查询、故障报修和维修进度查询，主动上报出现的故障。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，其特征在于，包括现场设备单元(1)、网关(2)、数据后台处理中心(3)、系统前端单元(4)和移动智能终端APP(5)；所述的现场设备单元(1)包括PLC控制器(11)、实时监测模块(12)和机电一体化设备(13)，所述的实时监测模块(12)与机电一体化设备(13)连接，用于实时监测机电一体化设备(13)运行情况，通过文本、图形、颜色以及曲线多种显示方式展示机电一体化设备的实时运行状况；所述的实时监测模块(12)通过TCP/IP协议与PLC控制器(11)连接，所述的PLC控制器(11)通过TCP/IP协议与网关(2)连接；所述的数据后台处理中心(3)为数据库服务器，用于对实时监测模块(12)采集数据的存储、管理、分析；所述的网关(2)通过互联网与数据后台处理中心(3)连接，所述的数据后台处理中心(3)通过互联网与系统前端单元(4)、移动智能终端APP(5)连接；所述的系统前端单元(4)用于为机电一体化设备提供统一运行管理服务，包括故障远程诊断服务、故障预警处理服务和设备维修派单服务；所述的移动智能终端APP(5)安装在机电一体化设备管理者的移动智能终端上，用于对机电一体化设备基本信息查询、故障报修和维修进度查询。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，其特征在于，所述的网关(2)为4G网关。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，其特征在于，所述的数据库服务器为MySql、MS-SQL Server或Oralce中的一种数据库系统。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，其特征在于，所述的系统前端单元(4)包括故障远程诊断模块(41)、故障预警处理模块(42)和维修派单管理模块(43)；所述的故障远程诊断模块(41)包括故障知识库，其根据实时监测模块(12)得到的数据对设备运行的异常数据进行故障采集，通过调用故障知识库进行诊断和分析，从而得到理论上的故障原因，并给出故障处理建议；所述的故障预警处理模块(42)根据实时监测模块(12)得到的数据对运行异常的机电一体化设备(13)发出预警信息，并将信息反馈至故障远程诊断模块(41)进行故障原因的诊断；当故障远程诊断模块(41)初步诊断出故障原因后，所述的维修派单管理模块(43)根据出现故障的机电一体化设备位置以手机短信的形式派发距离最近的维修工程师前去进行维修工作。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于物联网的机电一体化设备运行服务系统，其特征在于，所述的移动智能终端APP(5)包括基本信息查询模块(51)、故障报修模块(52)和维修进度查询模块(53)；所述的基本信息查询模块(51)用于查询储存在数据后台处理中心(3)中现场设备单元(1)的基本信息；所述的故障报修模块(52)用于主动对机电一体化设备存在的故障进行报修，其将信息经数据后台处理中心(3)传递至系统前端单元(4)中，由所述的维修派单管理模块(43)指派维修工程师进行维修；所述的维修进度查询模块(53)用于显示维修工程师反馈的维修进度信息。
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