CN203070018U

CN203070018U - 基于gsm网络的故障诊断系统

Info

Publication number: CN203070018U
Application number: CN 201320022002
Authority: CN
Inventors: 邵明; 蒋新华; 陈兴武; 聂明星; 李光炀; 朱悦涵; 聂作先
Original assignee: Fujian University of Technology
Current assignee: Fujian University of Technology
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2023-01-14

Abstract

基于GSM网络的故障诊断系统，包括单片机控制处理模块、GSM模块、电源模块；所述单片机控制处理模块和GSM模块分别与所述电源模块连接；所述单片机控制处理模块连接所述GSM模块；所述单片机控制处理模块连接到待检测的PLC设备。本实用新型通过GSM网络实现对PLC设备的远程故障诊断和控制，使客服人员能随时随地了解PLC设备的运行状况，方便快速解决PLC设备故障，节约人工成本，减少设备的停机时间，提高设备的自动化程度，降低由于设备故障对生产生活造成的损失。

Description

基于GSM网络的故障诊断系统

【技术领域】

本实用新型涉及远程故障诊断技术领域，特别涉及一种基于GSM网络的故障诊断系统。

【背景技术】

有关GSM网络：

从20世纪20年代开始移动通信技术得到了发展，20世纪40年代进入了建设公用移动通信系统的阶段。随着移动通信的无线传输、信道管理及移动交换等技术的发展成熟，无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等移动通信系统相继发展起来。自20世纪80年代中期以来，蜂窝移动通信从第一代的模拟蜂窝移动通信系统发展成第二代的数字蜂窝移动通信系统。作为欧洲一个数字蜂窝移动通信标准的GSM系统于1991年正式在欧洲面世，由于其公开的规范标准和诸多优点，很快就在全世界范围内的到了广泛的应用，实现了世界范围内移动用户的联网漫游。

有关西门子公司的TC35模块：

TC35模块是Siemens公司推出的新一代无线通讯模块，可以快速安全地实现数据、语音的传输、短信息服务（SMS）和传真等功能，可以工作在GSM900kHz和1800kHz两个频段，RS232数据接口符合ETSI标准GSM0707和GSM0705。该模块向用户提供标准的AT指令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。

有关远程故障诊断：

机械设备的监测与故障诊断是近年来发展很快的一门技术科学，它是通过对机械设备和其工作过程的信息检测、分析与辨识来判断设备及其工作过程的状态，进一步找出故障的具体部位和原因，预测故障的发展和潜在的危险，并由此确定应采取的相应措施和对策。对于分散、无人值守但重要性较高的小型机械设备，适合于建立分散的监测子站与集中的诊断控制中心但相互之间的信息传递一直较难解决，如建设专用通讯网络不但结构复杂，而且周期长、成本高，一般企业难以承担。随着移动通讯市场的迅速扩大，GSM无线数字蜂窝通讯网络在我国得到了高速的发展，不但拥有较高的覆盖率，而且相继开放了SMS（短信息）、FAX（传真）、DATA（数据）等业务，为选择高效、廉价的信息传递方式提供了新的思路。

现在，考虑到环境保护以及降低成本等因素，许多工厂都是建在郊区。由于郊区人烟稀少，有线网络几乎没有到达。如果想要借助于有线网络进行故障信息的传递几乎是不可能。建设专用网络又是很多中、小规模厂家无法承担的。因此，对于机械设备的检测与故障的诊断一般采用的就是人工值守的方法。基于目前GSM无线数字蜂窝通讯网络在我国高速的发展，其覆盖率高达98%，采用成熟的GSM网络进行故障信息的传递使机械设备的远程检测和故障诊断的实现成为可能。在机械设备上装上检测设备，收集机械设备在运行过程中关键部分的参数信息，经过单片机处理后转化成短信息的形式通过GSM网络进行传送，客服人员通过手机接收短信息，根据信息内容对机械设备的运行情况进行判断，如遇到故障还可以通过回复指令信息对设备进行相应的操作，减少因设备故障对生产造成的影响。

可选方案：

方案一：结合Internet技术，采用有线网络进行故障信息的传递以及实现远程控制。

方案二：结合3G移动通信技术，采用中国联通的WCDMA网络、中国电信的CDMA2000或中国移动的TD-SCDMA网络进行故障信息的传递以及实现远程控制。

方案三：结合2G移动通信技术，采用GSM网络故障信息的传递以及实现远程控制。

方案论证：

方案一有线网络信息传输量大，传输稳定，但是覆盖范围有限，如果一些工厂为避免造成环境污染建在一些偏远地区有线网络难以覆盖，故不选方案一；方案二3G技术无疑是目前乃至将来一段时间内的发展主流，但考虑到3G网络的覆盖情况以及使用成本较高，故不采用方案二；方案三2G移动通信技术中的GSM技术已经非常成熟，我国1994年加入国际GSM联盟，截止2002年我国GSM用户数便突破1.2亿，目前我国的3G移动通信技术还有待完善，以中国的国情考虑要实现2G向3G过渡还需要想当长的时间。因此，综合考虑采用方案三。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于GSM网络的故障诊断系统，通过GSM网络实现对PLC设备的远程故障诊断和控制，使客服人员能随时随地了解PLC设备的运行状况，方便快速解决PLC设备故障，节约人工成本，减少设备的停机时间，提高设备的自动化程度，降低由于设备故障对生产生活造成的损失。

本实用新型是这样实现的：

一种基于GSM网络的故障诊断系统，包括单片机控制处理模块、GSM模块、电源模块；所述单片机控制处理模块和GSM模块分别与所述电源模块连接；所述单片机控制处理模块连接所述GSM模块；所述单片机控制处理模块连接到待检测的PLC设备；

所述单片机控制处理模块的单片机型号为STC12C5A32S2，该型号单片机自带有28K的EEPROM；所述单片机控制处理模块还集成有用于与PLC设备通信的485电平转化模块，和与电脑通信的232电平转化模块；所述GSM模块采用西门子公司生产的TC35模块，TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。TC35模块采用SIM卡外接方式，由天线连接器连接外部天线，支持文本和PDU短信模式，由标准AT指令进行操控。

进一步地，所述电源模块采用电源芯片LM2576ADJ，将外部输入的12V电源转化成4.2V输出，由LM2576构成的稳压电路提供高达3A的电流，为所述GSM模块和所述单片机控制处理模块提供工作电压。

本实用新型的优点在于：1、本实用新型通过GSM网络进行故障信息与操作指令的传输，传输可靠，系统稳定性高；2、本实用新型采用了STC12C5A32S2为主控芯片，芯片自带28K的EEPROM存储器，基本满足要求无需外扩存储器；3、本实用新型无需建设专用网络，成本低，操作方便，适用范围广；4、客服人员可以通过手机实现对设备的远程监控，手机携带方便，可以随时随地了解设备的运行情况；5、应用基于GSM网络的故障检测系统后，设备无需专人值守，可减低人工成本；6、客服人员通过获取设备运行中的关键参数，了解设备目前的运行情况，还可以根据相关性能指标预测设备的未来运行情况，如果某些关键参数发生变化，根据其变化趋势可以推测可能出现的情况，有利于决策者做出决策安排，调整生产计划，降低由于设备故障造成的损失。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型应用于GSM网络故障诊断的示意图。

图2是本实用新型硬件组成结构图。

图3是本实用新型硬件中TC35模块结构图。

图4是本实用新型硬件中单片机模块结构图。

【具体实施方式】

请参阅图1和图2所示，一种基于GSM网络的故障诊断系统，包括单片机控制处理模块、GSM模块、电源模块；所述单片机控制处理模块和GSM模块分别与所述电源模块连接；所述单片机控制处理模块连接所述GSM模块；所述单片机控制处理模块连接到待检测的PLC设备；

所述单片机控制处理模块的单片机型号为STC12C5A32S2，如图4所示，该型号单片机自带有28K的EEPROM；所述单片机控制处理模块还集成有用于与PLC设备通信的485电平转化模块，和与电脑通信的232电平转化模块；其中RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好，因此适合用于工业控制现场，保证系统的稳定性。另外RS-232接口用于与电脑通信，方便软件调试和程序烧写。

所述GSM模块采用西门子公司生产的TC35模块，如图3所示，TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。TC35模块采用SIM卡外接方式，由天线连接器连接外部天线，支持文本和PDU短信模式，由标准AT指令进行操控。TC35通过独特的40引脚的ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输；通过ZIF连接器及50Ω天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。该模块向用户提供标准的AT指令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口六个部分组成。外接的SIM卡由TC35模块供电，工作电压为3.3V。

GSM模块与单片机控制处理模块连接，用于实现短信的收发；单片机控制处理模块将其从PLC设备接收到的数据处理后通过GSM模块以短信息的形式发送到客服手机上，并根据客服手机下达的指令执行相应的操作；所述电源模块采用电源芯片LM2576ADJ，将外部输入的12V电源转化成4.2V输出，由LM2576构成的稳压电路提供高达3A的电流，为所述GSM模块和所述单片机控制处理模块提供工作电压。

单片机控制处理模块从PLC设备接收到的信息存储在单片机自带的EEPROM中，所采用的单片机型号为STC12C5A32S2，该型号单片机自带有28K的EEPROM，可将近期的PLC故障信息进行存储，方便客服人员进行查询。短信内容存在SIM卡上，无需外加存储器。

本系统通电后开始工作，TC35模块自动点火启动并完成网络注册，软件初始化完成串口的初始化，待机等待接收数据。当PLC设备传送故障给本系统后，单片机经过串口进行接收处理保存，并通过TC35模块发送给指定号码的客服手机。客服人员通过查看信息了解故障类型，并可通过回复消息下达操作指令让PLC设备完成相应的响应。客服人员还可通过下达查询指令，查看最近的故障情况，实时了解PLC设备的运行情况。

本实用新型的有益效果：1、本实用新型通过GSM网络进行故障信息与操作指令的传输，传输可靠，系统稳定性高；2、本实用新型采用了STC12C5A32S2为主控芯片，芯片自带28K的EEPROM存储器，基本满足要求无需外扩存储器；3、本实用新型无需建设专用网络，成本低，操作方便，适用范围广；4、客服人员可以通过手机实现对设备的远程监控，手机携带方便，可以随时随地了解设备的运行情况；5、应用基于GSM网络的故障检测系统后，设备无需专人值守，可减低人工成本；6、客服人员通过获取设备运行中的关键参数，了解设备目前的运行情况，还可以根据相关性能指标预测设备的未来运行情况，如果某些关键参数发生变化，根据其变化趋势可以推测可能出现的情况，有利于决策者做出决策安排，调整生产计划，降低由于设备故障造成的损失。

上述实例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims

1.基于GSM网络的故障诊断系统，其特征在于：

包括单片机控制处理模块、GSM模块、电源模块；所述单片机控制处理模块和GSM模块分别与所述电源模块连接；所述单片机控制处理模块连接所述GSM模块；所述单片机控制处理模块连接到待检测的PLC设备；

所述单片机控制处理模块的单片机型号为STC12C5A32S2，该型号单片机自带有28K的EEPROM；所述单片机控制处理模块还集成有用于与PLC设备通信的485电平转化模块，和与电脑通信的232电平转化模块；

所述GSM模块采用西门子公司生产的TC35模块，TC35模块采用SIM卡外接方式，由天线连接器连接外部天线，支持文本和PDU短信模式，由标准AT指令进行操控。

2.如权利要求1的所述的基于GSM网络的故障诊断系统，其特征在于：所述电源模块采用电源芯片LM2576ADJ，将外部输入的12V电源转化成4.2V输出，由LM2576构成的稳压电路提供高达3A的电流，为所述GSM模块和所述单片机控制处理模块提供工作电压。