劉平元

（湖南汽車工程職業(yè)學院 湖南省株洲市 412001）

1 引言

改革開放40年，中國制造業(yè)經(jīng)歷了一段輝煌的時期?！癕ade in china”曾一度風靡世界。然而，隨著行業(yè)產(chǎn)能過剩，競爭加劇以及原材料和勞動力成本的上升，過去那種靠低成本、低價格贏的市場的發(fā)展思路已經(jīng)變得越來越不可持續(xù)。

中國制造業(yè)亟需轉型升級。從企業(yè)的角度來說，中國制造業(yè)需要往制造業(yè)加服務業(yè)的方向轉型升級。所謂產(chǎn)品即商品，商品即服務，服務即效益。從產(chǎn)品的角度來說，制造業(yè)產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢概括起來無非就是六個字：智能、節(jié)能、服務。

中國政府提出“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，旨在推動數(shù)字技術與制造業(yè)結合，可以預計，數(shù)字化將成為中國產(chǎn)業(yè)升級和生產(chǎn)率提升的一個重要推動力。

技術的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)的走向也正是如此。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的突飛猛進，為制造業(yè)的轉型升級以及產(chǎn)品的智能化提供了有利的機遇，典型的如智能家居便是互聯(lián)網(wǎng)技術在家電行業(yè)應用的結果。例如現(xiàn)在的一些智能家電如掃地機、電視機、空調(diào)、取暖器以及智能窗簾等等，都是通過互聯(lián)網(wǎng)+遠程控制，實現(xiàn)了智能化、節(jié)能化，讓人們安心離家，溫馨回家，實現(xiàn)低碳生活。

特別是現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)技術，將人們帶入個性化、定制化、智能化更強的信息傳播時代。通過人工智能分析和過濾機制對海量數(shù)據(jù)進行深度分析、完成信息內(nèi)容與用戶精準匹配，讓互聯(lián)網(wǎng)平臺更懂用戶了，讓企業(yè)也更清楚用戶用戶的需求，制造出讓用戶更滿意的個性化產(chǎn)品。

如果將互聯(lián)網(wǎng)技術與工業(yè)鍋爐控制技術相融合，打造大數(shù)據(jù)設備管理平臺，既可以使鍋爐在控制和維護方面實現(xiàn)智能化，又可以為企業(yè)由制造業(yè)往服務業(yè)轉型奠定堅實的硬件基礎，實現(xiàn)“中國制造2025”。

遺憾的是，在工業(yè)鍋爐這個傳統(tǒng)的行業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)技術的使用尚屬于剛剛起步的階段。其中原因主要有兩點：一是互聯(lián)網(wǎng)技術同工業(yè)鍋爐控制技術如何對接有很多需要攻關的地方。二是要完成這一系統(tǒng)工程，投資巨大，很多企業(yè)無力承擔。然而，可以肯定的是，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的融合必定是未來制造業(yè)發(fā)展的大趨勢。具體到工業(yè)鍋爐這個領域，我們可以說，雖然前期的人力、物力投入巨大，但是誰最先邁出這一步，誰最先完成這一系統(tǒng)工程，誰就能在未來的競爭中取得優(yōu)勢，就能嘗到互聯(lián)網(wǎng)技術帶來的甜頭。

圖1：網(wǎng)絡拓撲圖

圖2：鍋爐工況運行畫面

2 互聯(lián)網(wǎng)技術與工業(yè)鍋爐控制技術

本篇介紹的是某公司設計的將互聯(lián)網(wǎng)技術與工業(yè)鍋爐控制技術相結合，實現(xiàn)遠在千里之遙的鍋爐制造公司總部便可以實時監(jiān)控客戶現(xiàn)場鍋爐的運行情況以及指導現(xiàn)場人員進行故障維修的實際案例，真正實現(xiàn)決策于千里之外，控制設備于股掌之間。

2.1 技術方案

在工業(yè)現(xiàn)場，鍋爐的所有運行數(shù)據(jù)通過傳感器分別接入鍋爐對應的工業(yè)控制器。工業(yè)控制器通過以太網(wǎng)同遠程通訊發(fā)送模塊連接，將鍋爐運行數(shù)據(jù)上傳Internet 網(wǎng)。同時現(xiàn)場安裝網(wǎng)絡攝像頭，通過以太網(wǎng)同遠程通訊發(fā)送模塊連接，將現(xiàn)場視頻圖像上傳Internet 網(wǎng)。被上傳到Internet 網(wǎng)的數(shù)據(jù)和視頻通過遠程通訊接收模塊接收，并將數(shù)據(jù)和視頻送入服務器通過投影儀投射到公司總部的大屏幕上面。服務器自動記錄每臺鍋爐的運行數(shù)據(jù)和故障報警方便以后隨時查詢。24 小時值守工程師在數(shù)據(jù)中心隨時監(jiān)視鍋爐的運行情況，處理客戶熱線電話。同時，總部服務器可通過Internet 網(wǎng)將鍋爐的數(shù)據(jù)圖像發(fā)送到工程技術人員的手機和電腦等終端設備上面，即在全國各地任何一個可以上網(wǎng)的地方，工程技術人員通過手機或電腦，憑借公司設定的帳號和密碼便可以看到現(xiàn)場鍋爐的運行參數(shù)和現(xiàn)場視頻。

圖3：鍋爐運行指示畫面

2.2 項目網(wǎng)絡拓撲結構

如圖1所示。

2.3 硬件和軟件配置

2.3.1 工業(yè)鍋爐現(xiàn)場所需硬件配置

工業(yè)控制器采用西門子S7-200 型號CPU224XP CN，配以太網(wǎng)通訊模塊CP243-1，數(shù)量一個。網(wǎng)絡攝像頭采用?？低暜a(chǎn)品，型號DS-2CD832F，數(shù)量一個。遠程通訊發(fā)送模塊采用深圳賽遠科技公司產(chǎn)品，型號SY-RSCM302，數(shù)量一個。

2.3.2 公司數(shù)據(jù)中心所需硬件配置

100 平米計算機房。10M 寬帶，電信ADSL 一條。遠程通訊接收模塊采用深圳賽遠科技公司產(chǎn)品，型號SY-RSCM302，數(shù)量一個。聯(lián)想筆記本G50-70MA 一臺。華碩TS700-X7 雙塔式服務器一臺。日立Hitachi-HCP-2250X 投影儀一臺。

數(shù)據(jù)中心軟件配置：

正版Windows XP 軟件兩套，北京易控INSPEC 組態(tài)軟件一套。

數(shù)據(jù)中心遠程監(jiān)控工業(yè)鍋爐現(xiàn)場如圖2 和圖3所示。

2.4 遠程控制安全風險分析及應對措施

對于鍋爐這一特種設備，安全風險是必須考慮和防范的重點。我們在工作的過程中，總結安全風險主要集中在以下幾點：

（1）服務器被不法分子（黑客）攻擊。這就需要運用多種網(wǎng)絡安全技術提前做好防患。

（2）客戶端設備供電電源消失風險。當失去供電電源后，其監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)均將與企業(yè)控制中心失去聯(lián)系。所以我們要求外來供電電源至少有2 回，部分集控中心有3 回。其電池容量后備時間按照不低于8 小時的要求進行配置。

（3）遠程操作風險。集控中心還負責對客戶設備進行操作指導或遠程控制，集控值班人員的工作環(huán)境離生產(chǎn)現(xiàn)場較遠，不能直接面對設備，只需要通過鼠標和鍵盤就能實現(xiàn)相關操作。在這樣長時間的工作環(huán)境中，會造成他們逐漸淡化安全意識，極易導致他們出現(xiàn)失誤性操作。另外，集控中心的運行值班工作時24 小時制，無法將值班人員全部聚集起來進行集中安全教育學習，更加淡化了他們對安全意識的重視性，從而加大了他們對遠程操作失誤的風險幾率。解決方案，建立健全安全生產(chǎn)制度，落實安全問責制，加強安全培訓，強化安全意識。

（4）設備運行中的監(jiān)控風險。集控工作人員主要是通過鍋爐運用現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳感器和視頻設備傳輸數(shù)據(jù)和視頻來監(jiān)控鍋爐的運行狀態(tài)，并在發(fā)生問題時進行遠程檢測、控制、指導，從而避免故障和事故的發(fā)生。但此監(jiān)視工作又是最容易出現(xiàn)錯誤的工作。這是由于監(jiān)視過程中可能會出現(xiàn)視野盲區(qū)，從而無法全面監(jiān)視到全部運行過程，再加上監(jiān)控系統(tǒng)畫面分辨較低，簡報信息和語音報警信息不完善，也有可能增加運行監(jiān)視的風險。解決方案：一是確保監(jiān)控設備質量，二是優(yōu)化系統(tǒng)算法，減少誤報、漏報機率。

3 結論

鍋爐屬于特種設備，需要專業(yè)的工程師才能檢修。對于一些特殊使用用戶企業(yè)如西藏用戶，地處高原地帶，空氣稀薄，一般人到了哪里會因為缺氧而變得極不適應，給檢修帶來麻煩。通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)之后，公司不需要再派專業(yè)的工程師出差去檢修。在公司總部就可以看到現(xiàn)場鍋爐的運行情況，指導西藏當?shù)赜脩舴揭幻胀ǖ牟恍枰獙I(yè)知識的工程師即可以將故障排除，為公司節(jié)省成本，也省去很多麻煩。通過基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程控制技術的運用，不僅體現(xiàn)了智能化制造，同時也實現(xiàn)了節(jié)能化服務。隨著5G 技術的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術+智能制造將會與越來越多的行業(yè)緊密結合在一起。