陳 燕，馬偉娜

1中國石油華北油田公司第四采油廠；2中國石油華北油田公司第五采油廠

工業(yè)以太網(wǎng)在遠程監(jiān)控中的應(yīng)用

陳 燕1，馬偉娜2

1中國石油華北油田公司第四采油廠；2中國石油華北油田公司第五采油廠

隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展和信息技術(shù)的應(yīng)用，工業(yè)以太網(wǎng)和Internet技術(shù)的發(fā)展促使信息網(wǎng)絡(luò)化已成為企業(yè)發(fā)展的重要方面，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，遠程監(jiān)測、監(jiān)控領(lǐng)域也帶來了技術(shù)方面的變革，工業(yè)以太網(wǎng)作為應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)，憑借其開放性好、數(shù)據(jù)傳輸率高等方面的諸多優(yōu)勢，在遠程監(jiān)控領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

工業(yè)以太網(wǎng)；遠程監(jiān)控

引言

現(xiàn)代的遠程監(jiān)控是在線監(jiān)控系統(tǒng)，通過在工作現(xiàn)場安裝各種監(jiān)控設(shè)備實現(xiàn)異地對設(shè)備的實時診斷。目前工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是遠程監(jiān)控技術(shù)的主流，在工業(yè)自動化領(lǐng)域，實時控制能力、信息傳輸?shù)拇_定性和通用的操作性顯得尤為重要，工業(yè)以太網(wǎng)可以結(jié)合其他的控制網(wǎng)絡(luò)和診斷技術(shù)，完成分布數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的實時監(jiān)控任務(wù)，減少人工監(jiān)控成本，技術(shù)人員無需親自到設(shè)備現(xiàn)場就可以等到設(shè)備的運行參數(shù)，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化，體現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)操作水平。

1 、工業(yè)以太網(wǎng)在遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的意義

計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，引發(fā)了控制領(lǐng)域的深刻變革，順應(yīng)經(jīng)濟全球化發(fā)展的要求，企業(yè)的生產(chǎn)過程不再局限于單一的生產(chǎn)區(qū)域，Internet的發(fā)展是現(xiàn)代企業(yè)通信傳輸?shù)闹饕ǖ?，許多企業(yè)迫切需要對不同地點的遠端設(shè)備進行集中的控制。工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用可以實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時客戶快速的對不同的數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定可靠的傳輸。工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展正逐步改變著自動化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成了以網(wǎng)絡(luò)集成型的自動化控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代企業(yè)管理系統(tǒng)。其主要意義在于：

(1)技術(shù)人員可以遠程操作完成對現(xiàn)在工作的監(jiān)視，進行參數(shù)設(shè)置與調(diào)整，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

(2)充分利用異地資源，不同地區(qū)的工作人員可以通過共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，針對問題共同分析提出相應(yīng)的對策，更好的解決工作中的問題。

(3)加強了不同部門之間的合作，大型企業(yè)的一般生產(chǎn)部門分布在不同的地點，工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用可以是企業(yè)更好的進行生產(chǎn)協(xié)調(diào)。

2 、工業(yè)以太網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容

遠程監(jiān)控主要分為“監(jiān)”和“控”兩部分。其中“監(jiān)”也就是遠程監(jiān)測,可以分為兩大部分：一是對環(huán)境的監(jiān)測,二是對設(shè)備的監(jiān)測；“控”就是指遠程控制,是指通過網(wǎng)絡(luò)對遠程計算機或設(shè)備進行操作。工業(yè)以太網(wǎng)的遠程監(jiān)控主要由信息管理層、過程監(jiān)控層、現(xiàn)場控制層3個部分構(gòu)成，通過遠程客戶端對設(shè)備進行監(jiān)控。

2.1 信息管理層

信息管理層采用交換式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)并通過網(wǎng)關(guān)及路由設(shè)備接入因特網(wǎng)。在該層中采用瀏覽器和服務(wù)器應(yīng)用架構(gòu)，通過服務(wù)器向遠程用戶提供Web應(yīng)用，遠程用戶可以通過瀏覽器從服務(wù)器得到設(shè)備現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，了解工作現(xiàn)場的實際情況，并按照一定的計算方式處理這些實時數(shù)據(jù)。信息管理層中的其它主要功能還包括辦公自動化和信息綜合處理等方面。

2.2 過程監(jiān)控層

過程監(jiān)控層中主要是通過工業(yè)交換機將信息管理層與監(jiān)控設(shè)備進行連接，從而可以與信息管理層中主機進行數(shù)據(jù)的交換。過程監(jiān)控層的功能主要是監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，并利用組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件執(zhí)行特定的任務(wù)，同時可以將設(shè)備信息下載到現(xiàn)場智能輸入輸出終端上，以供技術(shù)人員調(diào)整其控制算法和參數(shù)。

2.3 現(xiàn)場控制層

在現(xiàn)場控制層中，使用基于IP協(xié)議設(shè)計的嵌入式智能輸入輸出終端可以使不同的終端設(shè)備之間根據(jù)根據(jù)以太網(wǎng)協(xié)議進行相互訪問?，F(xiàn)場控制層的主要功能是進行設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制。

3 、工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)遠程監(jiān)控領(lǐng)域的優(yōu)勢和特點

工業(yè)以太網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)需要在工控網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)集成的環(huán)境下完成同業(yè)控制系統(tǒng)的不同要求，其主要特點如下：

(1)實時性：真正實現(xiàn)遠程診斷和控制，信息管理層通過網(wǎng)橋連接到以太網(wǎng)，通過與Internet技術(shù)相結(jié)合可以實現(xiàn)預(yù)警和診斷，可以隨時隨地進行業(yè)務(wù)處理。

(2)互操作性：信息的傳輸和控制有明確的方向性，傳感器將采集到的環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，控制器提取中心數(shù)據(jù)在通過一定的算法傳輸給給執(zhí)行設(shè)備，執(zhí)行設(shè)備根據(jù)控制信息來執(zhí)行對設(shè)備的控制，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)又可以相對輕松的實現(xiàn)不同地點對不同工業(yè)設(shè)備進行實時監(jiān)控。

(3)高效性：基于工業(yè)以太網(wǎng)的控制系統(tǒng)，成本低廉，傳輸速度高，布線簡單，易于調(diào)試和排障，具有高度的靈活性和簡單性，可以實現(xiàn)信息的快速采集與綜合處理，大大的降低生產(chǎn)成本，有效的提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

4 、工業(yè)以太網(wǎng)在遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

遠程監(jiān)控技術(shù)大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：單機式監(jiān)控系統(tǒng)，即使用一臺計算機對設(shè)備進行監(jiān)控；集中式監(jiān)控系統(tǒng)，即由一臺計算機控制多臺計算機對設(shè)備實施監(jiān)控；分布式的監(jiān)控系統(tǒng)，即對設(shè)備進行分散控制，但是通過Internet進行遠程的集中管理，工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3(Ethernet)的強大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，是一種基本的局域網(wǎng)介質(zhì)接入技術(shù)，以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域主要應(yīng)用在煤炭、石油化工、電力、冶金、化工等行業(yè)，而且逐步成為控制領(lǐng)域的主流技術(shù)。

結(jié)語

隨著工業(yè)規(guī)模發(fā)展的不斷壯大，生產(chǎn)企業(yè)的分布越來越分散，傳統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控已無法適應(yīng)工業(yè)信息化的要求，基于工業(yè)以太網(wǎng)的遠程控制系統(tǒng)在企業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。以太網(wǎng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)信息的高速采集與綜合處理，提高管理水平，實現(xiàn)減員增效，將成為遠程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

[1]唐淑萍,宋杰.工業(yè)以太網(wǎng)在遠程監(jiān)控中的應(yīng)用[J].電腦與知識，2012，5

[2]康軍，戴冠中.工業(yè)以太網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機工程與設(shè)計，2005，6

[3]晏啟恒.基于以太網(wǎng)技術(shù)的工業(yè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子商務(wù), 2010，6.