專利名稱：遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，尤其涉及一種用于遠(yuǎn)距離通訊控制的遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器。
背景技術(shù)：
斗輪機(jī)屬于大型港口設(shè)備，由于長期工作在重載情況下，其安全性和穩(wěn)定性要求較高。目前斗輪機(jī)基本采用集散控制系統(tǒng)，PLC或其它高性能控制器作為下位機(jī)，控制設(shè)備的運(yùn)行，工控機(jī)由于具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和圖形處理，一般在系統(tǒng)中作為上位機(jī)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和分析，并可繪制形象直觀的數(shù)據(jù)曲線和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖。設(shè)備在長期的運(yùn)行過程中，由于部件的老化、工作狀況的變化、外部環(huán)境的影響， 通常會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備的損壞或其它嚴(yán)重事故。長期的生產(chǎn)實(shí)踐證明，通過對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、分析其運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并據(jù)此對設(shè)備實(shí)施有效的診斷，往往能夠提前發(fā)現(xiàn)或者及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，避免重大惡性事故的發(fā)生。國內(nèi)外研究人員及工程技術(shù)人員認(rèn)為，對設(shè)備的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警是確保生產(chǎn)安全的有效措施。因此，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。故障診斷系統(tǒng)理論和方法的研究已經(jīng)取得了許多顯著成果，并且在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用與認(rèn)可。但是由于故障樣本和診斷知識不完備，故障診斷系統(tǒng)無法對設(shè)備作出精準(zhǔn)完備的診斷。對于一些系統(tǒng)無法預(yù)測的狀況，工程設(shè)計(jì)人員和調(diào)試人員可以根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)和知識對狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。但通常情況下，現(xiàn)場的操作人員往往缺乏相應(yīng)的知識和經(jīng)驗(yàn)，他們無法對各種復(fù)雜狀況進(jìn)行有效的分析和判斷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，基于工程和生產(chǎn)實(shí)際需要，使工程設(shè)計(jì)人員與調(diào)試人員能夠及時(shí)了解現(xiàn)場的狀況，并能夠更好地與現(xiàn)場操作人員溝通。遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，包括遠(yuǎn)程設(shè)備、智能總線控制器、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及基于網(wǎng)絡(luò)的故障診斷軟件，其中遠(yuǎn)程設(shè)備為信號端，智能總線控制器為輸送端，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心為接收端，基于網(wǎng)絡(luò)的故障診斷軟件為處理端。其中，遠(yuǎn)程設(shè)備具備現(xiàn)場控制器及傳感器網(wǎng)絡(luò)，為系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測提供各種信號并作為故障診斷的依據(jù)，智能通訊控制器具備現(xiàn)場總線和遠(yuǎn)程GPRS通訊功能，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場控制器的通訊并獲取各種運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以通過智能總線控制器的遠(yuǎn)程傳輸模塊通過GPRS傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。同時(shí)，遠(yuǎn)程中心的數(shù)據(jù)可以通過 Internet傳送至現(xiàn)場控制器，信號的接受和傳輸均以無線模式進(jìn)行。所述智能總線控制器連接GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊?；诰W(wǎng)絡(luò)的故障診斷軟件分別配置在現(xiàn)場控制器、智能總線控制器及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。 遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，在網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的選擇上，遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器放棄了通訊和布線較復(fù)雜，成本較高的基于Khernet的有線傳輸模式和數(shù)據(jù)傳輸率較低的GSM網(wǎng)絡(luò)，而采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信模塊，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過無線方式撥號登陸GPRS網(wǎng)絡(luò)，獲得IP地址后，就可以主動(dòng)和接入hternet的上位機(jī)建立連接，并將所獲得的IP和端口號發(fā)送給上位機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙方的通信了。 在本實(shí)用新型中，GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊具有兩個(gè)通訊端口，通過智能總線控制器后， 其一處理與PLC的數(shù)據(jù)通訊，該端口根據(jù)PLC的通訊接口設(shè)計(jì)，通常情況下，PLC通訊一般采用現(xiàn)場總線，如ftOfibusJodbusjSISS和Khernet等。由于現(xiàn)場總線種類繁多，不同廠家的PLC或者同一廠家不同型號的PLC往往采用不同的現(xiàn)場總線，通過簡單的設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)與不同廠家不同總線的數(shù)據(jù)通訊；另外一個(gè)端口則通過GPRS實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的通訊，要實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與上位機(jī)的通訊，通過TCP/IP通訊協(xié)議和分層模型來描述。在本實(shí)用新型中，GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊要求實(shí)現(xiàn)與PLC以及遠(yuǎn)程主機(jī)的通訊，要實(shí)現(xiàn)上述功能，模塊的硬件應(yīng)該支持RS-232/485和部分標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線，遠(yuǎn)程通訊則基于GPRS 的TCP/IP通訊，此外，系統(tǒng)還應(yīng)具備較強(qiáng)的通訊和數(shù)據(jù)處理功能，以實(shí)現(xiàn)通訊協(xié)議棧的解析和數(shù)據(jù)處理，在解析后把解析和處理的數(shù)據(jù)傳至PLC控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。通常情況下，通訊數(shù)據(jù)應(yīng)該進(jìn)行壓縮打包，以增加數(shù)據(jù)通訊過程的安全性，并提高傳輸速度。在數(shù)據(jù)通訊過程中，GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊將數(shù)據(jù)按照一定的格式打包，然后通過數(shù)據(jù)解包處理程序接收到GPRS數(shù)據(jù)時(shí)，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)頭剝離，并把數(shù)據(jù)包的其余部分當(dāng)作數(shù)據(jù)體對待?？紤]到嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用開銷較小的IP/UDP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)GPRS通信。主機(jī)發(fā)送的UDP數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)GPRS通道傳送給GPRS通信模塊，GPRS通信模塊負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行解析，解析后的數(shù)據(jù)按照一定的波特率串行傳送給用戶終端?；诰W(wǎng)絡(luò)的故障診斷軟件安裝在遠(yuǎn)程設(shè)備、智能總線控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心上并對這些設(shè)備進(jìn)行直接控制，軟件模塊包括數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷功能，作為一套完整的遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，軟件具備強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫和簡潔易于操作的交互式界面。作為系統(tǒng)軟件的重要組成部分，數(shù)據(jù)庫用于監(jiān)測參數(shù)的存儲(chǔ)和管理，能夠?yàn)楹罄m(xù)的歷史狀態(tài)查詢和故障診斷提供依據(jù)。軟件支持B/S和C/S架構(gòu)，工程技術(shù)人員可以通過瀏覽器或者使用客戶端軟件登陸服務(wù)器，查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并獲得一些初步的診斷結(jié)果。WEB數(shù)據(jù)庫采用分級管理模式，工程技術(shù)人員或者調(diào)試人員采用密碼登陸數(shù)據(jù)庫及監(jiān)控系統(tǒng)，用戶根據(jù)登陸級別具有不同的操作權(quán)限，這樣可以使數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行更加安全可靠。管理員可以對每個(gè)用戶的權(quán)限進(jìn)行修改，而且具有數(shù)據(jù)庫的完全操作權(quán)限，可以對數(shù)據(jù)庫、知識庫進(jìn)行維護(hù)和更新。在系統(tǒng)的整體方案的選擇上，同時(shí)采用遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、WEB服務(wù)器等硬件設(shè)備，以及數(shù)據(jù)庫與狀態(tài)監(jiān)測軟件，構(gòu)成了系統(tǒng)的軟硬件工作平臺(tái)。其數(shù)據(jù)通訊和傳輸基于GPRS的Internet，軟件采用B/S和C/S架構(gòu)，及分級管理機(jī)制，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低成本、快速的可靠傳輸和數(shù)據(jù)庫的安全管理。與傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)相比，遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器改變了數(shù)據(jù)的傳輸方式和傳輸距離，使遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器能夠完善診斷的模式，能夠充分利用設(shè)計(jì)和調(diào)試人員的知識和經(jīng)驗(yàn)，并且能夠結(jié)合多方優(yōu)勢進(jìn)行狀態(tài)分析與故障診斷，變以往的“單獨(dú)診斷模式”為“會(huì)診模式”。有益效果本實(shí)用新型使用簡便，智能化程度高，能主動(dòng)進(jìn)行反饋操作，使工程設(shè)計(jì)人員與調(diào)試人員能夠及時(shí)了解現(xiàn)場的狀況，并能夠更好地與現(xiàn)場操作人員溝通，提高了相關(guān)設(shè)備的操縱性能和安全性能。

圖1為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的示意圖；圖2為本實(shí)用新型GPRS數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸示意圖；圖3為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)傳輸工作過程示意圖；圖4為本實(shí)用新型軟件結(jié)構(gòu)示意圖。其中遠(yuǎn)程設(shè)備1、智能總線控制器2、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊3、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心4、軟件模塊 5、PLC6、GPRS網(wǎng)絡(luò)7、因特網(wǎng)8、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備9、GPRS天線10、遠(yuǎn)程主機(jī)11、數(shù)據(jù)通訊模塊12、 數(shù)據(jù)解析模塊13、數(shù)據(jù)處理模塊14、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器15、知識庫16、運(yùn)行狀態(tài)判斷模塊17、診斷模塊18、學(xué)習(xí)系統(tǒng)19、GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊20
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。參見圖1的遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，包括遠(yuǎn)程設(shè)備1、智能總線控制器2、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊3、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心4、軟件模塊5，其中遠(yuǎn)程設(shè)備1位于遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器上端，其下游位置連接智能總線控制器2，在總線控制器2之后，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊3連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心4，其中軟件模塊5連接系統(tǒng)的4個(gè)部分為其提供相應(yīng)的支撐。在如圖2所示的GPRS數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸過程中，遠(yuǎn)程設(shè)備1作為信號輸入端，進(jìn)行相關(guān)PLC6操作之后，將相關(guān)信息提交GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊20，經(jīng)過GPRS網(wǎng)絡(luò)7進(jìn)一步連接進(jìn)入因特網(wǎng)8，經(jīng)過更廣域的因特網(wǎng)8進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并在相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備9上進(jìn)行處理后進(jìn)入遠(yuǎn)程監(jiān)控中心4。如圖3所示數(shù)據(jù)傳輸工作過程，則主要是通過智能總線通訊器2來完成工作，在 PLC6進(jìn)行相關(guān)操作過后，將相關(guān)信息集成發(fā)送給后端智能總線通訊器2，在智能總線控制器2處理后，經(jīng)過GPRS天線10和GPRS無線網(wǎng)絡(luò)7傳送到因特網(wǎng)8中，然后由因特網(wǎng)8將相關(guān)信息傳輸給遠(yuǎn)程主機(jī)11。圖4則是表示本實(shí)用新型軟件結(jié)構(gòu)，為本系統(tǒng)的主要處理部分，包括前端數(shù)據(jù)通訊模塊12、數(shù)據(jù)解析模塊13、數(shù)據(jù)處理模塊14 ；中間的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器15、知識庫16和后端的運(yùn)行狀態(tài)判斷模塊17、診斷模塊18和學(xué)習(xí)系統(tǒng)19，其中數(shù)據(jù)通訊模塊12、數(shù)據(jù)解析模塊 13、數(shù)據(jù)處理模塊14主要連接前端GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊3和智能總線通訊器2，作數(shù)據(jù)處理用，而中間數(shù)據(jù)庫服務(wù)器15、知識庫16和后端的運(yùn)行狀態(tài)判斷模塊17、診斷模塊18和學(xué)習(xí)系統(tǒng)19主要在安裝在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心4中，用以分析和利用數(shù)據(jù)作出相關(guān)后繼判斷和操作。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，包括遠(yuǎn)程設(shè)備、智能總線控制器及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，其特征在于，遠(yuǎn)程設(shè)備具備現(xiàn)場控制器及傳感器網(wǎng)絡(luò)，智能通訊控制器具備現(xiàn)場總線和遠(yuǎn)程 GPRS通訊功能，連接標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)現(xiàn)場總線，數(shù)據(jù)可以通過智能總線控制器的遠(yuǎn)程傳輸模塊通過GPRS傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，所述智能總線控制器連接GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，其特征在于，所述GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊應(yīng)當(dāng)具有兩個(gè)通訊端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，其特征在于，所述GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的硬件支持RS-232/485和部分標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線。
專利摘要遠(yuǎn)程傳輸式智能總線通訊器，可以實(shí)現(xiàn)與多種PLC及多種現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)通訊，并通過內(nèi)嵌式GPRS通信裝置與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離無線通訊，它包括遠(yuǎn)程設(shè)備、智能總線控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心和軟件模塊，遠(yuǎn)程設(shè)備為信號端，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心為接收端，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊選擇GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊具有兩個(gè)通訊端口，所述智能總線控制器連接GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，后端連接GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊模塊的兩個(gè)端口，所述基于網(wǎng)絡(luò)的故障診斷軟件安裝在遠(yuǎn)程設(shè)備、智能總線控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心上并對這些設(shè)備進(jìn)行直接控制。本實(shí)用新型使用簡便，反饋簡易快捷，有利于提高了相關(guān)設(shè)備的操縱性能和安全性能。
文檔編號G05B19/418GK201955664SQ20102054393
公開日2011年8月31日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者彭高明, 楊家紅, 江盛華, 蔡小艷, 黃秀詳 申請人:長沙重型機(jī)器制造有限責(zé)任公司