CN115826563B - 一种基于plc机柜的远程故障监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及故障监控技术领域，具体涉及一种基于PLC机柜的远程故障监测系统及方法，该系统包括监控平台、上位机、PLC控制器以及工控设备；上位机用于获取监控平台下发的控制指令，对控制指令解析，得到指令文件；PLC控制器用于实时获取工控设备运行的状态信息，并将工控设备运行的状态信息与接收的指令文件中的指令信息进行比对，若比对结果异常，则反馈故障信息至上位机并进行异常预警，监控平台用于接收上位机传输的故障信息，进行故障信息分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端。通过对工控设备的实时监测和分析，可以第一时间发现故障，进行故障预警提示、减少安全隐患。

Description

一种基于PLC机柜的远程故障监测系统及方法

技术领域

本发明涉及故障监控技术领域，具体而言，涉及一种基于PLC机柜的远程故障监测系统及方法。

背景技术

PLC机柜被广泛用于发电厂、变电所、高速公路等大型工程中，PLC机柜故障监测的核心是将所有纵向及横向的系统有机地结合起来，通过算法分析，最终实现对现场端机电设备的智能化控制及智能化监测。

随着物联网技术的不断发展，联网通过智能感知、识别技术等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，物联网成为了互联网的应用拓展。鉴于现有PLC系统存在监控平台软件在对风机、车辆指示灯、照明灯等等控制后，难以确认相关机电设备在运行的过程中是否运行正常，机电一体化设备在发生故障时也往往需要人工进行查明原因，而对于高速隧道机电等设备，人工进行查明原因存在一定的危险性以及对高速隧道内通行的车辆造成影响，当设备出现故障时不能有效监控以及在故障发生前进行提前预防。

因此，如何提供一种更好的利用PLC机柜进行故障远程监测技术是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于PLC机柜的远程故障监测系统及方法，利用物联网技术，通过基于物联网技术的一体化智能PLC机柜对机电设备的实时监测和分析，可以第一时间发现故障，进行故障预警提示、减少安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种基于PLC机柜的远程故障监测系统，包括监控平台、上位机、PLC控制器以及工控设备；所述上位机，用于获取所述监控平台下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；所述PLC控制器，用于实时获取所述工控设备运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机并进行异常预警；所述监控平台，作为总监控后台，用于下发控制指令到上位机，和/或接收所述上位机传输的故障信息，对所述故障信息进行分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端。

作为本发明的进一步方案，所述上位机与至少一个区域的PLC控制器通讯连接，每个区域的PLC控制器与现场至少一台工控设备进行通信，所述监控平台通过上位机远程监视和指挥区域内所述工控设备的运行，在指挥区域范围内按照预设距离设置PLC机柜作为PLC控制器，采集现场监控的工控设备运行信息。

作为本发明的进一步方案，每个区域的PLC控制器与工控设备进行通信，并与相邻区域的PLC控制器之间连接成环，进行通讯并交换数据。

作为本发明的进一步方案，所述PLC控制器包括信息采集模块、比对分析模块、控制模块和监控反馈模块；所述信息采集模块，用于采集受控的工控设备运行的状态信息；所述比对分析模块，用于接收所述信息采集模块采集的所述工控设备运行的状态信息，并基于所述监控反馈模块主动上报的反馈信息，与所述上位机下发的指令文件中的指令信息进行比对，得到比对结果；所述控制模块，用于根据比对结果控制受控的工控设备，以及将比对结果中的故障信息反馈至所述上位机；所述监控反馈模块，用于主动上报受控的工控设备的实时状态检测数据的反馈信息。

作为本发明的进一步方案，所述信息采集模块通过传感器感知采集现场空间中工控设备运行的状态信息，所述信息采集模块默认采用主动探测模式执行状态信息收集工作，并支持所述比对分析模块直接的任务委派。

作为本发明的进一步方案，所述监控反馈模块包括监控传感器、数据转换单元、数据分类单元、数据分析单元、数据上报单元以及智能网关；所述监控传感器，用于采集受控的工控设备的实时状态检测数据；所述数据转换单元，用于读取所述监控传感器采集的实时状态检测数据并转换为标准数据格式；所述数据分类单元用于将转换处理后的数据进行按类别分类；所述数据分析单元用于基于预存储的故障分析参数按类别分析实时状态检测数据确定受控的工控设备的运行状态；所述数据上报单元用于通过智能网关将分析后的实时状态检测数据以反馈信息的方式主动上报至比对分析模块。

作为本发明的进一步方案，所述监控反馈模块还用于接收所述受控的工控设备上安装的监控传感器主动上报的实时状态采集数据，或者以下发指令的方式控制所述监控传感器被动提交采集的受控的工控设备的实时状态检测数据。

作为本发明的进一步方案，所述PLC控制器还包括存储模块，所述存储模块用于将所述监控反馈模块主动上报的实时状态检测数据以及所述信息采集模块采集的受控的工控设备运行的状态信息进行存储，并根据监测时序生成监控日志保存在所述存储模块的日志库中。

作为本发明的进一步方案，所述PLC控制器还连接有报警器，在比对结果异常时，所述PLC控制器反馈故障信息至所述上位机的同时，还用于发送故障报警信号至所述报警器进行异常预警。

作为本发明的进一步方案，所述PLC控制器的受控的工控设备对应设置有异常指示灯；所述PLC控制器的比对分析模块确认受控的工控设备比对结果异常后，由所述控制模块控制对应的异常指示灯打开。

作为本发明的进一步方案，所述监控平台还包括趋势预测模块，所述监控平台用于读取所述PLC控制器的存储模块中的日志库，获取受控的工控设备当前时段的监控日志，由趋势预测模块分析预测并生成预测状态数据或预测状态趋势曲线，在异常发生前提前预警。

作为本发明的进一步方案，所述监控平台还包括修复指引数据库，用于根据接收所述上位机传输的故障信息进行故障分析定位故障问题，并基于所述定位故障问题从所述修复指引数据库检索获得故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于PLC机柜的远程故障监测方法，包括以下步骤：

上位机获取监控平台下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；

通过PLC控制器实时获取所述工控设备运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机并进行异常预警；

所述监控平台接收所述上位机传输的故障信息，对所述故障信息进行分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

1、本发明从监控平台对受控的工控设备远程监测的视角出发，通过一体化智能PLC机柜对PLC模块的实时监测和分析，比对获取受控的工控设备的运行状态信息，进行风险分析以及预警通知整体上进行考虑，可以第一时间发现故障，进行故障预警提示、减少安全隐患；解决监控平台不能有效监控以及在故障发生前进行提前预防的问题。

2、本发明的监控平台还可以根据反馈的故障信息分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端，在工控设备出现故障异常时，能够第一时间将故障修复指引发送给营运管理人员，能够快速有效的对故障引发的环节进行诊断，利于及时分析导致故障出现的原因以及实现对工控设备的有效运维管理及故障修复，大大缩短故障修复时间，提高基于PLC机柜的远程故障监测系统的可用性。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是的和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于PLC机柜的远程故障监测系统的架构图。

图2为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统中PLC控制器的结构框图。

图3为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统中监控反馈模块的结构框图。

图4为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统中PLC机柜的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测方法的流程示意图。

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

鉴于现有PLC系统存在监控平台软件在对风机、车辆指示灯、照明灯等等控制后，难以确认相关机电设备在运行的过程中是否运行正常，机电一体化设备在发生故障时也往往需要人工进行查明原因，而对于高速隧道机电等设备，人工进行查明原因存在一定的危险性以及对高速隧道内通行的车辆造成影响，当设备出现故障时不能有效监控以及在故障发生前进行提前预防。

为解决上述问题，本申请的实施例提供了一种基于PLC机柜的远程故障监测系统及方法，利用物联网技术，通过基于物联网技术的一体化智能PLC机柜对机电设备的实时监测和分析，可以第一时间发现故障，进行故障预警提示、减少安全隐患。

以下结合附图对本发明实施例的具体实现进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的基于PLC机柜的远程故障监测系统的架构图。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统，该系统包括监控平台100、上位机200、PLC控制器300以及工控设备400。所述上位机200用于获取所述监控平台100下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；所述PLC控制器300用于实时获取所述工控设备400运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备400运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，所述监控平台100用于接收所述上位机200传输的故障信息，对所述故障信息进行分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端500。

在本实施例中，所述PLC控制器300用于实时获取所述工控设备400运行的状态信息，也可以按照预设的采样频率获取工控设备400运行的状态信息，优选的，通过实时获取所述工控设备400运行的状态信息，对获取的所述工控设备400运行的状态信息进行实时处理，将状态信息按照不同的监控指标或监控采集的类型进行分类，并按照时间顺序生成针对各监控指标或采集的类型随时间实时变动的预测状态趋势曲线，通过预先设置的参考区域预测所述状态信息动态趋势并提前预警。

示例性的，若预测状态趋势曲线相对于参考区域达到预警上限或低于预警下限，都可以对状态信息对应的预测状态趋势曲线提前发出第一次预警，即故障发生前提前警示，然后，在前一预测状态趋势曲线对应的时间节点上，实时获取所述工控设备400运行的状态信息，并与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，通过提前预测预警与实时检测比对确定故障后报警相结合的方式，通过双重验证的方式保证了故障监测的准确度，确保所反馈的故障信息的真实性。

其中，在本发明提供的优选实施方式中：

上位机200与至少一个区域的PLC控制器300通讯连接，每个区域的PLC控制器300与现场至少一台工控设备400进行通信，所述监控平台100通过上位机200远程监视和指挥区域内所述工控设备400的运行，在指挥区域范围内按照预设距离设置PLC控制器300作为PLC机柜，采集现场监控的工控设备400的运行信息。

在上述实施例中，通过上位机200将各区域中的PLC控制器300进行纵向及横向的系统有机地结合起来，通过监控平台100分析控制，最终实现一体化智能化控制。由各区域PLC控制器300负责采集现场受控的工控设备400运行的状态信息，处理后进行本地存储的同时上传至上位机200，而各区域的PLC控制器300还能够根据采集的工控设备400的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，传输故障信息至监控平台100进行故障问题定位以及生成故障修复指引，再由监控平台100发送故障修复指引至现场设备维护移动端500根据故障修复指引进行对故障的工控设备400维护，能够快速有效的对故障引发的环节进行诊断，利于及时分析导致故障出现的原因以及实现对工控设备400的有效运维管理及故障修复，大大缩短故障修复时间，提高基于PLC机柜的远程故障监测系统的可用性。

更进一步的，在本发明提供的优选实施方式中：

每个区域的PLC控制器300与工控设备400进行通信，并与相邻区域的PLC控制器300之间连接成环，进行通讯并交换数据。

在本实施例中，故障检测网络由设在远端的监控平台100和各区域PLC控制器300（PLC机柜）以及相关的通信线路组成。监控平台100的操作人员可通过网络远程监视和指挥区域内工控设备400的运营情况。优选地，可以在监控网络设一台区域PLC控制器300作为主控PLC机柜，例如在高速隧道的机电设备等工控设备400的故障监测时，在监测范围内每隔一定的距离设置一台区域PLC机柜。其中，主控PLC机柜作为现场总线结构主站，不但监控相关机电设备对的PLC机柜，而且还传递其他区控主控PLC机柜的数据，负责与上位机200交换数据；区域PLC用于与现场监控机电设备进行通信，以及与相邻的PLC机柜之间连接成环进行通信。

图2为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统中PLC控制器300的结构框图。

如图2所示，在本发明的一个优选实施方式中，所述PLC控制器300包括信息采集模块301、比对分析模块302、控制模块303和监控反馈模块304；所述信息采集模块301与比对分析模块302通信连接，所述比对分析模块302分别与控制模块303和监控反馈模块304通信连接，其中：

所述信息采集模块301用于采集受控的工控设备400运行的状态信息；

所述比对分析模块302用于接收所述信息采集模块301采集的所述工控设备400运行的状态信息，并基于所述监控反馈模块304主动上报的反馈信息，与所述上位机200下发的指令文件中的指令信息进行比对，得到比对结果；

所述控制模块303用于根据比对结果控制受控的工控设备400，以及将比对结果中的故障信息反馈至所述上位机200。

请继续参阅图2所示，在本发明的一个优选实施方式中，所述信息采集模块301通过传感器感知采集现场空间中工控设备400运行的状态信息，所述信息采集模块301默认采用主动探测模式执行状态信息收集工作，并支持所述比对分析模块302直接的任务委派。

在通过PLC控制器300实时获取所述工控设备400运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备400运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警时，信息采集模块301主动探测模式执行状态信息收集工作，也可以由比对分析模块302根据上位机200中指令文件进行下发指令的方式进行任务委派至信息采集模块301感知采集现场空间中工控设备400运行的状态信息。

将状态信息与指令信息进行比对，若结果不一致且超出指令信息中的阈值范围，则确定比对结果异常，状态信息对应的工控设备400故障，反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，其中，状态信息为传感器感知工控设备400运行参数的状态信息。

图3为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统中监控反馈模块304的结构框图。

如图3所示，在本发明的一个优选实施方式中，所述监控反馈模块304包括监控传感器3041、数据转换单元3042、数据分类单元3043、数据分析单元3044、数据上报单元3045以及智能网关3046；所述监控传感器3041布置在受控的工控设备400的安装现场，所述监控传感器3041依次与数据转换单元3042、数据分类单元3043、数据分析单元3044通信连接，所述数据分析单元3044通过数据上报单元3045连接智能网关3046，智能网关3046与比对分析模块302通信连接，其中：

所述监控传感器3041用于采集受控的工控设备400的实时状态检测数据，其中，实时状态检测数据包括但不局限于信息采集模块301采集的状态信息，还包括工控设备400运行时现场环境中的温度、湿度等实时状态数据；

所述数据转换单元3042用于读取所述监控传感器3041采集的实时状态检测数据并转换为标准数据格式；

所述数据分类单元3043用于将转换处理后的数据进行按类别分类；

所述数据分析单元3044用于基于预存储的故障分析参数按类别分析实时状态检测数据确定受控的工控设备400的运行状态；

所述数据上报单元3045用于通过智能网关3046将分析后的实时状态检测数据以反馈信息的方式主动上报至比对分析模块302。

其中，所述监控反馈模块304还用于接收所述受控的工控设备400上安装的监控传感器3041主动上报的实时状态采集数据，或者以下发指令的方式控制所述监控传感器3041被动提交采集的受控的工控设备400的实时状态检测数据。

在本发明的一个优选实施方式中，所述PLC控制器300还包括存储模块，所述存储模块用于将所述监控反馈模块304主动上报的实时状态检测数据以及所述信息采集模块301采集的受控的工控设备400运行的状态信息进行存储，并根据监测时序生成监控日志保存在所述存储模块的日志库中。

在本发明的一个优选实施方式中，所述PLC控制器300的受控的工控设备400对应设置有异常指示灯；所述PLC控制器300的比对分析模块302确认受控的工控设备400比对结果异常后，由所述控制模块303控制对应的异常指示灯打开。

示例性的，图4为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测系统中PLC机柜的结构示意图。

如图4所示，在本发明的一个优选实施方式中，所述PLC控制器300安装在PLC机柜体31内，所述PLC机柜体31内设有用于电力供应控制的开关33，所述PLC机柜体31内还设有用于与受控设备连接的DI模块35和DO模块36，DI模块35和DO模块36与PLC控制器300通讯连接分别用于数字信号输入以及数字信号输出，所述PLC机柜体31一侧的柜门32上安装有触摸屏37，触摸屏37通过串口38和网线34与PLC控制器300连接，其中，DI模块35和DO模块36上均设有与受控的工控设备400对应的异常指示灯，示例性的，当PLC控制器300的比对分析模块302确认受控的工控设备400比对结果异常后，由所述控制模块303控制对应的异常指示灯打开，发出红色或绿色的醒目灯光进行示警。

示例性的，PLC机柜体31一侧的柜门32上安装可用于将内侧异常指示灯点亮后的光线显示的透明玻璃，也可以将异常指示灯以警告灯灯带的方式设置在柜门32上，在比对结果异常时可以点亮柜门32上整条灯带，通过红光、绿光或蓝光等进行示警，便于通知巡检车辆此柜有异常情况，适用于对隧道监控的通信中使用。

其中，触摸屏37还可以通过网线34获取监控平台100下发的控制指令，同时也可以获取到PLC控制器300产生的用于对受控的工控设备400控制的PLC指令；触摸屏37通过串口38获取工控设备400的控制状态与反馈状态。

在一些实施例中，所述监控平台100还包括趋势预测模块，所述监控平台100用于读取所述PLC控制器300的存储模块中的日志库，获取受控的工控设备400当前时段的监控日志，由趋势预测模块分析预测并生成预测状态数据或预测状态趋势曲线，在异常发生前提前预警。

在一些实施例中，所述PLC控制器300还连接有报警器，在比对结果异常时，所述PLC控制器300反馈故障信息至所述上位机200的同时，还用于发送故障报警信号至所述报警器进行异常预警。

在一些实施例中，所述监控平台100还包括修复指引数据库，用于根据接收所述上位机200传输的故障信息进行故障分析定位故障问题，并基于所述定位故障问题从所述修复指引数据库检索获得故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端500。

本发明的基于PLC机柜的远程故障监测系统，从监控平台100对受控的工控设备400远程监测的视角出发，通过一体化智能PLC机柜对PLC模块的实时监测和分析，比对获取受控的工控设备400的运行状态信息，进行风险分析以及预警通知整体上进行考虑，可以第一时间发现故障，进行故障预警提示、减少安全隐患；解决监控平台100不能有效监控以及在故障发生前进行提前预防的问题。

本发明的监控平台100还可以根据反馈的故障信息分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端500，在工控设备400出现故障异常时，能够第一时间将故障修复指引发送给营运管理人员，能够快速有效的对故障引发的环节进行诊断，利于及时分析导致故障出现的原因以及实现对工控设备400的有效运维管理及故障修复，大大缩短故障修复时间，提高基于PLC机柜的远程故障监测系统的可用性。

请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测方法的流程示意图。本申请的实施例中提供的一种基于PLC机柜的远程故障监测方法，该方法包括以下步骤：

上位机200获取监控平台100下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；

通过PLC控制器300实时获取工控设备400运行的状态信息，并将所述工控设备400运行的状态信息与所述上位机200下发的所述指令文件中的指令信息进行比对，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警；

所述监控平台100接收所述上位机200传输的故障信息，对所述故障信息进行分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端500。

其中，在本实施例中，参见图5所示，所述基于PLC机柜的远程故障监测方法执行故障监测的流程为：

开始，通过故障检测网络远端的监控平台100产生控制指令至上位机200，上位机200获取所述监控平台100下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；

上位机200根据指令文件触发对应区域的PLC控制器300执行故障检测操作，实时获取所述工控设备400运行的状态信息，并将所述工控设备400运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对，得到比对结果；

判断比对结果是否异常，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，上位机200传输故障信息至监控平台100，监控平台100对故障信息分析后定位故障问题并生成故障修复指引，最后反馈至现场设备维护移动端500进行故障修复；否则，继续执行对工控设备400的故障监测设备。

在本发明的实施例中，所述基于PLC机柜的远程故障监测方法中，工控设备400运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对之前，上位机200与至少一个区域的PLC控制器300通讯连接，每个区域的PLC控制器300与现场至少一台工控设备400进行通信，所述监控平台100通过上位机200远程监视和指挥区域内所述工控设备400的运行，在指挥区域范围内按照预设距离设置PLC控制器300作为PLC机柜，采集现场监控的工控设备400的运行信息。

在本发明的实施例中，每个区域的PLC控制器300与工控设备400进行通信，并与相邻区域的PLC控制器300之间连接成环，进行通讯并交换数据。

在本发明的实施例中，通过上位机200将各区域中的PLC控制器300进行纵向及横向的系统有机地结合起来，通过监控平台100分析控制，最终实现一体化智能化控制。由各区域PLC控制器300负责采集现场受控的工控设备400运行的状态信息，处理后进行本地存储的同时上传至上位机200，而各区域的PLC控制器300还能够根据采集的工控设备400的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，传输故障信息至监控平台100进行故障问题定位以及生成故障修复指引，再由监控平台100发送故障修复指引至现场设备维护移动端500根据故障修复指引进行对故障的工控设备400维护，能够快速有效的对故障引发的环节进行诊断，利于及时分析导致故障出现的原因以及实现对工控设备400的有效运维管理及故障修复，大大缩短故障修复时间，提高基于PLC机柜的远程故障监测系统的可用性。

在本发明的实施例中，通过PLC控制器300实时获取工控设备400运行的状态信息，并将所述工控设备400运行的状态信息与所述上位机200下发的所述指令文件中的指令信息进行比对，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警时，包括以下步骤：

采集受控的工控设备400运行的状态信息；

接收所述信息采集模块301采集的所述工控设备400运行的状态信息，并基于所述监控反馈模块304主动上报的反馈信息，与所述上位机200下发的指令文件中的指令信息进行比对，得到比对结果；

根据比对结果控制受控的工控设备400，以及将比对结果中的故障信息反馈至所述上位机200。

在本发明的实施例中，所述PLC控制器300包括信息采集模块301、比对分析模块302、控制模块303和监控反馈模块304，其中，信息采集模块301通过传感器感知采集现场空间中工控设备400运行的状态信息，所述信息采集模块301默认采用主动探测模式执行状态信息收集工作，并支持所述比对分析模块302直接的任务委派。

在通过PLC控制器300实时获取所述工控设备400运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备400运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警时，信息采集模块301主动探测模式执行状态信息收集工作，也可以由比对分析模块302根据上位机200中指令文件进行下发指令的方式进行任务委派至信息采集模块301感知采集现场空间中工控设备400运行的状态信息。

在本发明的实施例中，将状态信息与指令信息进行比对时，若结果不一致且超出指令信息中的阈值范围，则确定比对结果异常，状态信息对应的工控设备400故障，反馈故障信息至所述上位机200并进行异常预警，其中，状态信息为传感器感知工控设备400运行参数的状态信息。

在本发明的实施例中，所述监控反馈模块304包括监控传感器3041、数据转换单元3042、数据分类单元3043、数据分析单元3044、数据上报单元3045以及智能网关3046；基于所述监控反馈模块304主动上报的反馈信息时，还包括以下步骤：

所述监控传感器3041采集受控的工控设备400的实时状态检测数据，其中，实时状态检测数据包括但不局限于信息采集模块301采集的状态信息，还包括工控设备400运行时现场环境中的温度、湿度等实时状态数据；

所述数据转换单元3042读取所述监控传感器3041采集的实时状态检测数据并转换为标准数据格式；

所述数据分类单元3043将转换处理后的数据进行按类别分类；

所述数据分析单元3044基于预存储的故障分析参数按类别分析实时状态检测数据确定受控的工控设备400的运行状态；

所述数据上报单元3045通过智能网关3046将分析后的实时状态检测数据以反馈信息的方式主动上报至比对分析模块302；

所述监控反馈模块304接收所述受控的工控设备400上安装的监控传感器3041主动上报的实时状态采集数据，或者以下发指令的方式控制所述监控传感器3041被动提交采集的受控的工控设备400的实时状态检测数据。

在本发明的实施例中，基于PLC机柜的远程故障监测方法，还包括将监控反馈模块304主动上报的实时状态检测数据以及所述信息采集模块301采集的受控的工控设备400运行的状态信息进行存储，并根据监测时序生成监控日志保存在所述存储模块的日志库中。

在本发明的实施例中，基于PLC机柜的远程故障监测方法，还包括监控平台100读取所述PLC控制器300的存储模块中的日志库，获取受控的工控设备400当前时段的监控日志，由趋势预测模块分析预测并生成预测状态数据或预测状态趋势曲线，在异常发生前提前预警。

在比对结果异常时，所述PLC控制器300反馈故障信息至所述上位机200的同时，发送故障报警信号至所述报警器进行异常预警。

在本发明的实施例中，所述监控平台100还包括修复指引数据库，根据接收所述上位机200传输的故障信息进行故障分析定位故障问题，并基于所述定位故障问题从所述修复指引数据库检索获得故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端500。

本发明的基于PLC机柜的远程故障监测方法，通过一体化智能PLC机柜对PLC模块的实时监测和分析，比对获取受控的工控设备400的运行状态信息，进行风险分析以及预警通知整体上进行考虑，可以第一时间发现故障，进行故障预警提示、减少安全隐患；解决监控平台100不能有效监控以及在故障发生前进行提前预防的问题；监控平台100根据反馈的故障信息分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端500，在工控设备400出现故障异常时，能够第一时间将故障修复指引发送给营运管理人员，能够快速有效的对故障引发的环节进行诊断，利于及时分析导致故障出现的原因以及实现对工控设备400的有效运维管理及故障修复，大大缩短故障修复时间，提高基于PLC机柜的远程故障监测系统的可用性。

需要注意的是，上述附图仅是根据本发明的实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于PLC机柜的远程故障监测系统，其特征在于，包括监控平台、上位机、PLC控制器以及工控设备；

所述上位机，用于获取所述监控平台下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；

所述PLC控制器，用于实时获取所述工控设备运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机并进行异常预警；

所述监控平台，作为总监控后台，用于下发控制指令到上位机，和/或接收所述上位机传输的故障信息，对所述故障信息进行分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端；

其中，所述上位机与至少一个区域的PLC控制器通讯连接，每个区域的PLC控制器与现场至少一台工控设备进行通信，所述监控平台通过上位机远程监视和指挥区域内所述工控设备的运行，在指挥区域范围内按照预设距离设置PLC机柜作为PLC控制器，采集现场监控的工控设备运行信息；每个区域的PLC控制器与工控设备进行通信，并与相邻区域的PLC控制器之间连接成环，进行通讯并交换数据；

其中，所述PLC控制器包括信息采集模块、比对分析模块、控制模块和监控反馈模块；

所述信息采集模块，用于采集受控的工控设备运行的状态信息；

所述比对分析模块，用于接收所述信息采集模块采集的所述工控设备运行的状态信息，并基于所述监控反馈模块主动上报的反馈信息，与所述上位机下发的指令文件中的指令信息进行比对，得到比对结果；

所述控制模块，用于根据比对结果控制受控的工控设备，以及将比对结果中的故障信息反馈至所述上位机；

所述监控反馈模块，用于主动上报受控的工控设备的实时状态检测数据的反馈信息。

2.据权利要求1所述的基于PLC机柜的远程故障监测系统，其特征在于，所述信息采集模块通过传感器感知采集现场空间中工控设备运行的状态信息，所述信息采集模块默认采用主动探测模式执行状态信息收集工作，并支持所述比对分析模块直接的任务委派。

3.根据权利要求1所述的基于PLC机柜的远程故障监测系统，其特征在于，所述监控反馈模块包括监控传感器、数据转换单元、数据分类单元、数据分析单元、数据上报单元以及智能网关；

所述监控传感器，用于采集受控的工控设备的实时状态检测数据；

所述数据转换单元，用于读取所述监控传感器采集的实时状态检测数据并转换为标准数据格式；

所述数据分类单元，用于将转换处理后的数据进行按类别分类；

所述数据分析单元，用于基于预存储的故障分析参数按类别分析实时状态检测数据确定受控的工控设备的运行状态；

所述数据上报单元，用于通过智能网关将分析后的实时状态检测数据以反馈信息的方式主动上报至比对分析模块。

4.根据权利要求3所述的基于PLC机柜的远程故障监测系统，其特征在于，所述监控反馈模块还用于接收所述受控的工控设备上安装的监控传感器主动上报的实时状态采集数据，或者以下发指令的方式控制所述监控传感器被动提交采集的受控的工控设备的实时状态检测数据。

5.根据权利要求1所述的基于PLC机柜的远程故障监测系统，其特征在于，所述PLC控制器还包括存储模块，所述存储模块用于将所述监控反馈模块主动上报的实时状态检测数据以及所述信息采集模块采集的受控的工控设备运行的状态信息进行存储，并根据监测时序生成监控日志保存在所述存储模块的日志库中。

6.根据权利要求5所述的基于PLC机柜的远程故障监测系统，其特征在于，所述监控平台还包括趋势预测模块，所述监控平台用于读取所述PLC控制器的存储模块中的日志库，获取受控的工控设备当前时段的监控日志，由趋势预测模块分析预测并生成预测状态数据或预测状态趋势曲线，在异常发生前提前预警。

7.一种基于PLC机柜的远程故障监测方法，其特征在于，该远程故障监测方法由权利要求6所述的基于PLC机柜的远程故障监测系统执行，具体包括以下步骤：

上位机获取监控平台下发的控制指令，对所述控制指令解析，得到指令文件；

通过PLC控制器实时获取工控设备运行的状态信息，生成所述状态信息沿时序实时变动的预测状态趋势曲线，基于预设参考区域预测所述状态信息动态趋势提前预警，并将所述工控设备运行的状态信息与接收的所述指令文件中的指令信息进行比对验证，若比对结果异常，则反馈故障信息至所述上位机并进行异常预警；

所述监控平台接收所述上位机传输的故障信息，对所述故障信息进行分析后定位故障问题并生成故障修复指引，反馈至现场设备维护移动端。

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