下载文档原格式
工程机械的物联网应用实现设备互联和远程监控物联网（Internet of Things，简称IoT）的快速发展为工程机械行业带来了巨大的机遇和挑战。
利用物联网技术，工程机械设备可以实现设备之间的互联和远程监控，从而提升生产效率、降低运营成本、优化维护管理。
本文将探讨工程机械的物联网应用，并介绍其实现设备互联和远程监控的关键技术和应用场景。
一、概述工程机械是指用于土木工程和建筑工程等施工作业的机械设备，包括挖掘机、推土机、起重机等。
传统的工程机械设备通常需要人工操作和维护，存在效率低、安全风险高、维护成本大等问题。
而物联网技术的应用能够将这些机械设备连接到互联网，实现设备之间的互联和与操作者之间的远程交互，为工程机械行业带来了全新的变革。
二、实现设备互联的关键技术1. 传感器技术：传感器是实现设备互联的基础，通过采集工程机械设备的各类数据，如温度、压力、位移等，将其转换为数字信号，并传输给物联网平台。
2. 网络通信技术：工程机械设备需要与云端的物联网平台进行数据交互，因此，采用可靠、稳定的网络通信技术是必要的。
常用的通信技术包括4G、5G、以太网等。
3. 数据存储与处理技术：大量的工程机械数据需要进行存储和处理，以支持后续的数据分析和决策。
物联网平台需要具备高效的存储和处理能力，可以借助云计算等技术来实现。
三、实现远程监控的关键技术1. 数据传输和接收技术：物联网平台通过网络将工程机械设备采集到的数据传输给操作者。
操作者可以通过手机、电脑等终端设备接收和查看实时数据、报警信息等。
2. 远程操作技术：通过物联网平台，操作者可以实现对工程机械设备的远程操作，如开关机、调整参数设置等。
远程操作可以提高工作效率，降低安全风险。
3. 遥测遥控技术：通过物联网技术，操作者可以对工程机械设备进行远程遥测和遥控。
例如，可以通过视频监控实时了解设备的工作状态，通过遥控器进行设备操作。
四、应用场景1. 设备运营管理：物联网技术可以实现对工程机械设备的远程监控和管理，包括设备的定位追踪、工作状态监测、故障诊断等。
金属加工机械的远程监控与诊断分析随着工业4.0的推进，智能制造和智能服务成为制造业发展的新趋势。
金属加工机械作为制造业的基础设备，其远程监控与诊断分析技术的应用，不仅可以提高生产效率，降低运营成本，还可以实现对设备的实时监控和预测性维护，从而确保生产过程的稳定性和安全性。
1. 远程监控技术远程监控技术是指通过网络将金属加工机械的运行状态、参数等信息实时传输到监控中心，以便于管理人员对设备进行实时监控和管理。
远程监控技术主要包括数据采集、数据传输和数据处理三个方面。
1.1 数据采集数据采集是远程监控技术的基础，其目的是获取金属加工机械的运行状态、参数等信息。
数据采集主要包括物理参数采集、化学参数采集和图像采集等。
物理参数采集主要包括温度、压力、流量、振动等参数的采集；化学参数采集主要包括PH值、电导率、氧气浓度等参数的采集；图像采集主要包括设备外观、工作过程等图像信息的采集。
1.2 数据传输数据传输是远程监控技术的关键，其目的是将采集到的数据实时传输到监控中心。
数据传输主要采用有线和无线两种方式。
有线传输方式主要包括以太网、串口、CAN总线等；无线传输方式主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、4G/5G等。
1.3 数据处理数据处理是远程监控技术的核心，其目的是对采集到的数据进行分析和处理，以实现对金属加工机械的实时监控和管理。
数据处理主要包括数据预处理、数据分析和数据可视化等。
数据预处理主要包括数据清洗、数据去噪等；数据分析主要包括异常检测、趋势分析等；数据可视化主要包括曲线图、柱状图、热力图等。
2. 诊断分析技术诊断分析技术是指通过分析金属加工机械的运行数据，对其进行故障诊断和性能评估，以实现对设备的预测性维护和优化运行。
诊断分析技术主要包括故障诊断、性能评估和预测维护三个方面。
2.1 故障诊断故障诊断是诊断分析技术的基础，其目的是通过对金属加工机械的运行数据进行分析，检测其是否存在故障。
故障诊断主要包括信号处理、特征提取和故障识别等。
浅析机械制造设备远程监控与故障诊断技术随着科技的不断发展，机械制造设备的远程监控与故障诊断技术也得到了不断的提升与完善。
这些技术的出现，为制造企业提供了更加便捷、高效的生产管理方式，也为设备的运行维护提供了更有力的支持。
本文将从远程监控与故障诊断技术的意义、关键技术、发展趋势等方面进行浅析。
一、远程监控与故障诊断技术的意义随着机械制造设备的不断智能化和自动化，设备的运行状况也变得更加复杂和精细。
而传统的现场管理模式已经无法满足对设备运行状况的实时监控和故障诊断需求。
远程监控与故障诊断技术的出现，为企业提供了一种可行的解决方案。
远程监控技术能够实现设备的远程实时监控，管理人员可以通过远程监控系统随时随地对设备的运行状态进行监控。
这种监控模式不仅大大降低了人力成本，同时也提高了监控效率和可靠性。
远程监控可以实现对设备的远程故障诊断。
一旦设备出现故障，管理人员可以通过远程监控系统快速定位故障点，采取相应的措施加以解决，从而大大缩短了故障处理的时间，提高了设备的可靠性和稳定性。
远程监控技术还能够对设备的运行数据进行实时采集和分析，为企业决策提供数据支持，并且通过大数据分析，为设备的运行和维护提供更科学的依据。
二、远程监控与故障诊断技术的关键技术（一）物联网技术物联网技术是远程监控与故障诊断技术的基础，通过物联网技术，设备可以实现互联互通，实现设备之间、设备与人之间的信息传递和数据共享。
（二）传感器技术传感器技术的发展为设备的远程监控提供了基础，传感器可以实时采集设备的各项参数，通过物联网技术将数据传输到远程监控系统，为设备的运行状态提供实时数据支持。
（三）云计算技术云计算技术可以为远程监控系统提供海量的存储和计算能力，实现数据的集中存储和快速分析，为企业提供更加有效的决策支持。
（四）大数据分析技术大数据分析技术可以通过对设备运行数据的深度分析，发现设备运行中的潜在问题，并提供相应的解决方案，从而提高设备的稳定性和可靠性。
机械设备故障检测诊断技术发展前景范文机械设备故障检测诊断技术是指利用各种手段和方法对机械设备的故障进行检测和诊断，以提前发现和解决潜在的故障问题，保障机械设备的安全运行和延长其使用寿命。
随着科学技术的不断发展，机械设备故障检测诊断技术也得到了很大的进步，未来的发展前景也非常广阔。
首先，随着传感器技术和信息通信技术的快速发展，机械设备故障检测诊断技术将更加智能化和自动化。
传感器可以实时采集机械设备运行时的各种参数和状态信息，通过信息通信技术将这些数据传输到计算机系统进行分析和判断。
未来，随着人工智能技术和大数据技术的不断发展，机械设备故障检测诊断系统将能够自动地学习和识别各种故障模式，并根据实际情况提供相应的解决方案，大大提高设备故障诊断的准确性和效率。
其次，随着云计算和物联网技术的成熟应用，机械设备故障检测诊断技术将形成一个完整的网络系统。
机械设备上的传感器将通过网络连接到云服务器，实现设备的远程监控和故障诊断。
在云服务器上，可以集中存储和处理大量设备的检测数据，并通过网络将结果传输到终端设备，包括手机、平板电脑等。
这样，机械设备的运行状况可以实时监测，一旦出现异常或故障，即可立即得到诊断结果和处理建议，及时采取措施，避免设备故障引发更大的问题。
此外，虚拟现实技术的发展也将为机械设备故障检测诊断技术的发展提供新的可能性。
虚拟现实技术可以将真实的物理世界与虚拟的计算机世界进行融合，使得用户可以在虚拟环境中进行设备故障的模拟和演练。
通过虚拟现实技术，操作人员可以在模拟的设备环境中进行实际的操作，观察和体验设备故障的发生和处理过程，提高其对设备故障的判断和处理能力。
这种技术的应用不仅可以提高操作人员的培训效果，还可以减少因人为操作错误而引起的设备故障，提高设备的可靠性和稳定性。
最后，随着经济的快速发展和工业化水平的提高，机械设备的规模和种类也越来越多样化。
这就对机械设备故障检测诊断技术提出了更高的要求。
机械自动化设备维修中的故障诊断和解决措施摘要：随着我国工业技术的快速进步和发展，机械自动化设备的应用范围不断扩大，其使用稳定性直接影响其工业企业的经济效益。
本文通过分析如何做好机械自动化设备的故障诊断，并根据故障诊断情况制定相应的维护措施，以此来最大限度减少设备故障所产生的影响。
因此，探讨了机械自动化设备维修中的故障诊断技术和解决措施，对机械自动化设备维修管理有着深远的意义。
关键词：机械自动化；设备维修；故障诊断；解决措施引言在社会现代化发展的基础上，自动化机械设备种类开始增多，各种自动化机械设备的管理和维护难度发生了很大变化，必须结合自动化机械设备的应用领域和具体应用要求，对其进行重点管理和科学维护，为生产建设整体质量提升夯实技术方面的基础。
部分机械自动化设备自身结构具有一定复杂性，在安装与后续使用过程中易受到多种因素的共同影响而出现不同类型的故障问题。
机械工程施工单位应从多角度考虑，对机械自动化设备的科学管理与有效维护工作进行持续关注，运用先进理念与技术对设备运行中可能出现的各类故障问题做到科学解决，确保潜在风险能够在最大限度上得以消除，机械自动化设备运行时的稳定性与安全性全面提升。
1机械自动化设备维修中的故障诊断技术1.1故障诊断技术在机械自动化设备维修中，振动诊断技术是利用固定的诊断仪器对机械自动化设备进行持续的在线监测，并能对机械自动化设备的振动参数和信号进行分析，并根据数据库中的识别和比较，判断出故障的原因。
1.2无损诊断技术无损诊断技术机械设备的一项新技术，但目前还处于初级阶段，而它在很大程度上受到了其他故障诊断技术的影响，特别是机械自动化设备的维护。
而在机械自动化设备的维护中，非破坏性的诊断技术对工作人员的专业水平有很高的要求，而国内尚处在发展初期，从业人员还很少，而且缺乏实践经验。
不能算是诊断技术，能对器械的内部和表面进行故障诊断，而不会损坏肌腱。
一般应用于机械传动装置的故障诊断，如渗透、超声波等，以检测机械装置的外部缺陷，而微波、中子探测则是对机械装置的内部进行检查。
分析机械运作原理的远程监测与远程维护技术发展随着科技的不断发展和应用，机械设备的远程监测与远程维护技术得到了广泛的应用和推广。
这些技术在提高设备稳定性和可靠性的同时，也减少了人工的参与，从而节省了人力资源，提高了生产效率和品质。
本文将详细分析机械运作原理的远程监测与远程维护技术的发展及应用。
一、远程监测技术远程监测技术是通过无线通信技术将设备的运行数据传输到远程服务器或云平台，实现对设备状态的实时监测和分析。
这些数据包括设备的运行参数、使用情况、故障信息等。
通过远程监测技术，可以及时监控设备的运行情况，预测可能出现的故障，并采取相应的维修措施，从而减少设备停机时间，提高生产效率。
远程监测技术的发展经历了从传统的有线通信到现代的无线通信的转变。
现在，随着5G技术的不断成熟和应用，远程监测技术已经实现了更加高速、高效、稳定的远程数据传输。
同时，人工智能和大数据分析技术的应用也使得对设备数据的分析更加准确和精细化。
远程监测技术的应用领域包括工业制造、能源、交通等多个领域。
在制造业中，通过对生产线设备的远程监测，可以及时发现潜在的故障，减少不必要的停机时间，提高生产效率。
在能源领域，对电力设备的远程监测可以实现对电网的实时监测和控制，在出现故障时及时采取应对措施，确保电力供应的稳定性。
二、远程维护技术远程维护技术是通过远程监测数据分析的基础上，实现对设备的远程维护和故障排除。
通过远程维护技术，可以实现对设备的远程诊断、远程维修和远程控制。
这样可以减少现场维修的人工参与，降低维修成本，提高维修效率。
远程维护技术的发展经历了从简单的远程监控到智能化的远程维护的转变。
现在，随着人工智能和物联网技术的不断发展，远程维护技术已经实现了更加智能化、自动化的维护过程。
通过机器学习和大数据分析技术，可以根据设备的历史数据进行预测性维护，提前预防可能出现的故障。
远程维护技术的应用领域同样广泛，包括工业设备、电力设备、交通设备等多个领域。
机械设备远程监控的关键技术是什么在当今的工业生产领域，机械设备的高效运行和维护至关重要。
随着科技的不断进步，机械设备远程监控技术应运而生，为企业提供了更便捷、高效和智能化的设备管理方式。
那么，机械设备远程监控的关键技术究竟是什么呢？首先，数据采集技术是机械设备远程监控的基础。
要实现对机械设备的远程监控，就必须能够准确、实时地获取设备的各种运行数据。
这包括设备的温度、压力、转速、振动等参数。
为了采集这些数据，通常会在设备上安装各种传感器，如温度传感器、压力传感器、速度传感器和加速度传感器等。
这些传感器能够将物理量转化为电信号，并通过数据采集模块将其传输到远程监控系统中。
在数据采集过程中，还需要考虑数据的精度和可靠性。
传感器的选型和安装位置至关重要，要确保能够准确地反映设备的运行状态。
同时，数据采集模块的性能也会影响数据的质量，需要具备抗干扰能力和稳定的传输性能，以保证数据在传输过程中不丢失、不失真。
其次，数据传输技术是机械设备远程监控的桥梁。
采集到的设备运行数据需要及时、安全地传输到远程监控中心，以便进行分析和处理。
目前，常用的数据传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输方式如以太网、光纤等，具有传输速度快、稳定性高的优点，但受到布线限制，在一些复杂的工业现场应用较为不便。
无线传输方式则具有更大的灵活性，如 WiFi、蓝牙、GPRS、3G/4G/5G 等。
其中，WiFi 适用于短距离、小范围的数据传输；蓝牙则常用于与移动设备的连接；GPRS 和 3G/4G/5G 等移动通信技术则可以实现广域范围内的数据传输，适用于远程监控场景。
在选择数据传输方式时，需要综合考虑传输距离、数据量、实时性要求、成本和环境等因素。
同时，为了保证数据传输的安全性，还需要采用加密技术对数据进行处理，防止数据被窃取或篡改。
然后，数据分析与处理技术是机械设备远程监控的核心。
采集到的大量设备运行数据需要进行有效的分析和处理，才能提取出有价值的信息，为设备的运行维护提供决策支持。
基于物联网技术实现设备远程监控和故障诊断策略分析基于物联网技术实现设备远程监控和故障诊断策略分析是当前工业领域中备受关注的研究课题。
随着物联网技术的不断发展和普及，设备远程监控和故障诊断已经成为工业生产中不可或缺的一部分。
本文旨在探讨基于物联网技术实现设备远程监控和故障诊断的策略分析，为工业生产提供更加可靠、高效的解决方案。
一、物联网技术在设备远程监控中的应用1.1物联网技术概述物联网技术是指利用各种信息传感器、数据传输设备及网络通信技术，实现对各种设备、物品进行实时感知、数据采集、信息传输和智能处理的一种网络化智能系统。
在工业领域，物联网技术可以实现对生产设备进行远程监控，并及时获取数据信息，从而提高生产效率和降低成本。
1.2物联网技术在设备远程监控中的优势利用物联网技术进行设备远程监控具有许多优势。
首先，可以实现对多个设备进行集中管理，提高管理效率；其次，可以通过数据分析和预测算法提前发现潜在问题，并采取相应预防措施；最后，在发生故障时可以及时响应并进行远程维修，减少停机时间。
1.3物联网技术在不同行业中的应用案例目前，在各个行业都有着丰富的物联网应用案例。
例如，在制造业领域，通过部署传感器网络对机器状态进行实时监测，并利用云计算平台对数据进行处理分析；在能源行业，则可以通过智能电表和智能电表系统实现对电力消耗情况进行动态管理等。
二、基于物联网技术实现设备故障诊断策略分析2.1设备故障诊断概述设备故障是指由于各种原因导致机器或装置无法正常运转或达到预期效果的情况。
针对不同类型的故障需要采取相应的诊断方法来找到问题所在，并及时修复。
2.2基于物联网技术实现设备故障诊断优势利用物联网技术来进行设备故障诊断具有许多优势。
首先，在线检测功能可以帮助快速定位问题所在；其次，在云端平台上可以存储历史数据并建立模型来预测可能出现问题；最后，在线维修功能也大大减少了维修时间。
2.3基于机器学习算法改进故障检测准确性目前越来越多地使用机器学习算法来改进故障检测准确性。
机械设备远程控制技术如何提升生产效率在当今快节奏的工业生产环境中，机械设备远程控制技术正逐渐成为提升生产效率的关键因素。
这项技术的出现和应用，为企业带来了前所未有的机遇和变革。
过去，操作人员必须亲临现场对机械设备进行监控和操作，这不仅限制了工作的灵活性，还可能因为人为因素导致生产效率低下和错误率增加。
而机械设备远程控制技术的出现，打破了这种局限。
首先，远程控制技术能够实现实时监控和故障诊断。
通过在机械设备上安装传感器和监控设备，相关数据可以实时传输到远程控制终端。
操作人员无需身处设备旁边，就能随时随地了解设备的运行状态，包括温度、压力、转速等关键参数。
一旦设备出现异常，系统能够迅速发出警报，并提供详细的故障信息。
这使得维修人员能够在第一时间做出响应，快速定位和解决问题，大大减少了设备停机时间，从而提高了生产效率。
其次，远程控制技术有助于优化生产流程。
基于实时获取的数据，管理人员可以对生产过程进行深入分析，找出潜在的瓶颈和低效率环节。
例如，如果发现某一工序的设备运行速度较慢，影响了整个生产线的进度，就可以及时调整工艺参数或安排设备维护，以提高该工序的效率。
此外，远程控制还能实现设备之间的协同工作，使整个生产流程更加顺畅和高效。
再者，远程控制技术能够提高人力资源的利用效率。
以往，为了保证设备的正常运行，需要安排专人在现场值守。
而现在，通过远程控制，一个操作人员可以同时监控和操作多台设备，减少了人力需求。
同时，由于操作人员不再受到现场环境的限制，可以更加专注于工作，提高工作质量和效率。
另外，远程控制技术还为企业的生产管理带来了便利。
管理人员可以通过远程系统实时掌握生产进度、设备运行情况以及产品质量等信息，从而能够及时做出决策，调整生产计划。
这种快速响应和灵活调整的能力，有助于企业更好地应对市场需求的变化，提高市场竞争力。
例如，在一家汽车制造工厂中，采用了机械设备远程控制技术后，技术人员可以在办公室远程监控生产线上的机器人焊接设备。
故障排除远程故障诊断与解决方案在现代科技日益发展的信息时代，各种设备和系统的故障成为我们日常工作中不可避免的问题。
尤其是对于一些大型工业设备和网络系统来说，故障的发生可能会造成严重的经济损失和资源浪费。
因此，故障排除远程故障诊断技术的应用越来越受到各行各业的重视。
远程故障诊断技术作为一种现代化的故障排除方法，通过利用网络和其他通信技术，实现远程对设备或系统进行故障诊断和解决方案的提供。
相较于传统的现场故障排除，远程故障诊断具有以下几个明显的优势。
首先，远程故障诊断可以实现快速响应和解决问题的速度。
传统的现场故障排除需要人员现场赶到故障现场进行检修，这不仅浪费了宝贵的时间，还可能因为交通等问题导致延误。
而远程故障诊断通过远程连接设备和系统，可以及时获取故障信息，并根据实际情况提供相应的解决方案，大大缩短了故障处理时间。
其次，远程故障诊断可有效降低人力和物力成本。
传统方式中，需要派遣专门的技术人员前往故障现场，这不仅需要支付人工费用，还需要考虑差旅费用等。
而远程故障诊断不需要人员现场操作，只需要技术支持人员远程连接设备即可，大大减少了人力成本，并避免了因为赶不及现场处理而导致的资源浪费。
另外，远程故障诊断可以提高故障处理的精准性和效果。
传统的现场故障排除往往需要依靠技术人员的经验和直觉进行判断，有时候可能会出现误解或判断错误的情况。
而远程故障诊断通过数据采集和分析等手段，可以更加精确地诊断和定位故障，从而提供更准确的解决方案，避免了不必要的麻烦和损失。
当然，远程故障诊断也面临着一些挑战和问题。
首先是安全性问题。
远程连接设备需要确保数据传输的安全性，防止故障诊断过程中的数据被窃取或篡改。
因此，在远程故障诊断中，要保证网络的安全性，采取相应的加密和认证措施，防止潜在的安全风险。
其次是技术难题。
远程故障诊断需要依靠各种各样的技术手段和工具，包括远程监控系统、网络连接设备等。
这就要求技术人员具备相应的技术水平和专业知识，能够熟练操作和运用这些工具。
机械制造设备远程监控与故障诊断技术袁楚明,陈幼平,周祖德 摘要:概述了设备状态监控与故障诊断的发展过程和基于In ternet 的制造设备远程诊断技术研究现状;提出了制造设备远程监控与诊断系统的网络体系结构,介绍了远程诊断的基本原理与工作模式;讨论了实现远程监控与诊断的关键技术问题。
关键词:制造设备;远程监控与诊断;In tenet 收稿日期:1999-10-30基金项目:高校博士点专项基金、湖北省自然科学基金资助项目Abstract :In th is paper ,the develop ing p rocess of m on ito ring and disgno sis fo r m anufactu ring e 2qu i pm en t is review ed and the state of art of In ter 2net based rem o te m on ito ring and diagno sis is b riefly istroduced .T he netw o rk arch itectu re of re 2m o te m on ito ring and diagno sis is p resen ted ,and the p rinci p les and op erating m odels of rem o te diag 2no sis are discu ssed .Som e key techno logies fo r the realizati on are also p resen ted .Key words :m anufactu ring equ i pm en t ;rem o te m on ito ring and diagon sis ;in ternet中图号分类:T P 277文献标识码:A文章编号:1001-2257(2001)02-0054-00040 引言设备状态监控与故障诊断作为现代先进制造技术与系统的一个重要环节,其研究已经取得了很大的进展。
状态监控与故障诊断是一门涉及多学科的综合性学科问题,随着相关技术的发展,它大致经历了以下几个发展阶段:a .以多用户联机、集中式控制为特征的单机监控与诊断系统,这是第一代监控与诊断系统。
这时的监测与诊断系统主要是针对某一特定被监测的机器而设计的,它主要由1台计算机和1块或多块功能模板构成,信息的交换与处理仅限于监测与诊断系统内部,因而是一种封闭式的系统。
b .以局域网络、集散化控制为特征的分布式监控与诊断系统。
它主要是针对大型机电设备主机和多辅助功能分布和地域分布的特点,通过工业局域网把分布于各个局部现场,独立完成特定功能的本地计算机互联起来,以实现资源共享、协同工作、分散监测和集中操作、管理与诊断功能的工业计算机网络系统,这是基于工业局域网的相对开放的系统,监控信息的处理在局域网内部进行。
c .进入90年代后期,随着计算机技术和信息技术的发展,特别信息高速公路的开通,监控与诊断已经步入发展的第三阶段——I N T ERN ET 阶段。
基于I N T ERN ET 的远程监测与诊断是设备诊断技术和计算机网络技术的有机融合,是设备故障诊断技术发展的崭新阶段。
它以若干台中心计算机作为服务器,在企业的重要关键设备上建立状态监测点,采集设备状态数据;在技术力量较强的科研机构建立远程诊断分析中心,为企业提供远程技术支持。
企业的生产设备一旦出现异常,其状态监测服务器即向远程诊断中心服务器申请在线技术支持,同时以电子邮件的方式向有关专家发出离线会诊请求,在短时间内调动入网的所有资源,实现对设备故障的及时诊断与维修。
基于I N T ERN ET 的远程监测与诊断技术已引起国内外学者的广泛关注和重视,并投入了大量的人力、物力进行研究。
如美国斯坦福大学和麻省理工学院合作开展“基于I N T ERN ET 的下一代远程诊断示范系统”的研究,该项工作得到了Boeing 、Fo rd 等10多家大公司的支持与合作,并很快建立了一个面向半导体制造设备的基于I N T ERN ET 的远程诊断原型系统。
美国密执安大学也在进行机械加工的远程诊断与制造系统的研究工作。
澳大利亚联邦科技与工业研究组织(CS I RO )将远程诊断纳入“智能制造系统计划——面向21世纪的全球制造”项目的重要研究内容之一,其应用对象直接面向CN C 平板切割机床。
紧跟国际步伐,我国一些单位也已经开展了制造设备远程诊断的研究工作,如同济大学以上海大众汽车冲压生产线为研究对象,初步实现了一个面向制造企业的工业现场远程监控诊断系统。
北京理工大学、南京航空航天大学等也在开展基于I N T ERN ET 的FM S 远程故障诊断的研究。
总之,设备远程监测与诊断已成为当今设备诊断技术的一个研究热点。
1 远程监控与诊断的基本原理1.1 远程监控与诊断系统的总体结构机械制造设备远程监控与诊断系统的网络体系结构,如图1所示。
图1 机械制造设备远程监控与诊断系统网络体系结构它主要由各厂区(车间)的现场监测诊断子系统、数据通信网络和远程诊断中心构成。
现场监测诊断子系统由信息采集系统、工控PC 机和相关的软件系统组成,其主要功能是通过具有良好用户界面的诊断系统,对设备运行状况进行在线实时监测与诊断,产生比较详细的诊断结果示例与诊断结果报表,并可以对现场数据进行统计分析。
同时,可以对实时监测的信息进行采集、存储和处理,监测信息经过处理后变成可以进行远距离网络传输的形式,通过联网,向远程诊断中心服务器发送有关数据和诊断请求报告。
远程诊断中心为设在某一领域或单位的故障诊断专家组成的虚拟诊断中心,主要由远程诊断服务器和所开发的远程诊断软件系统组成,以W I NDOW N T 作为网络运行环境。
其主要功能包括:a .在线实时远程获取设备运行的PL C 状态数据,对设备的运行故障实现远程在线诊断。
b .对异地传输来的监测信息进行处理、分析,综合各专家意见,得出诊断结果并给出对策。
c .对设备停机故障提供远程在线诊断指导以及故障排除后设备快速恢复操作指导。
d .保存现场设备的当前、历史的状态数据,供诊断维护决策之用。
e .提供对操作与维修人员的远程技术培训和在线操作培训。
f .可以提供对多种分析与诊断的新理论、新方法和新软件系统进行开发、运行和验证,以便能够将最新的科技成果应用于生产实际。
远程诊断专家可以是人,也可以是诊断专家系统。
从图中可以看出,监测信息的流向为现场监测子系统—企业局域网—I N T ERN ET —远程诊断中心—诊断专家,而诊断结果的流向则相反。
远程故障诊断可以是按照点对点方式,即现场监测子系统M ——诊断专家;也可以实现点对多点方式,即现场监测子系统M ——多个专家。
这两种方式分别对应了单一专家诊断和多个专家会诊这两种诊断形式。
1.2 远程监控与诊断系统的工作模式远程监控与诊断系统有以下两种诊断工作模式:a .本地诊断。
当被监测设备或子系统发生故障时,通过安装在设备底层的信息采集装置对故障信息进行采集、处理,并发送至本地故障诊断专家系统,利用诊断推理机进行诊断,确定故障原因。
这也是传统的故障诊断方式,当本地诊断不能解决问题时,可以申请进行异地远程诊断。
b .异地远程诊断。
异地远程诊断分为两种模式:实时诊断和Em ail 诊断。
这两者的主要区别在于实时诊断时专家可以通过视讯会议系统与其他专家及现场监测人员一起实时讨论,并可根据需要进行实时监测,然后给出诊断结论。
而Em ail 诊断时,专家以现场监测系统传输过来的信息为依据进行分析判断,以Em ail 方式将诊断结果反馈至诊断现场。
实时诊断模式的工作过程如下:a .现场监测系统将监测信息及诊断申请报告传至远程诊断中心。
b .诊断中心确定实时诊断时间,并通知现场监测系统及有关专家。
c .在约定的协同诊断时间内,各专家和现场监测人员通过视讯会议系统进行会诊讨论和实时监测。
d.诊断专家根据协同诊断情况及监测信息作出诊断结论并发送到现场。
Em ail诊断模式的工作过程如下:a.现场维护人员将监测信息及诊断申请报告通过Em ail或ftp方式传至远程诊断中心。
b.诊断中心将信息分配给有关专家进行诊断。
c.诊断专家根据对监测信息的分析、处理,得出诊断结果和维修建议,并通过Em ail的方式发送到监测现场。
2 远程监控与诊断实现的关键技术为了在I N T ERN ET环境下有效地实现远程监控与诊断,除了实现传统的监控与故障诊断系统相关技术之外,还涉及到以下关键技术:2.1 基于W eb的数据库技术,以数据库的形式存放在远程诊断中心的W eb服务器上或者与W eb服务器相连的数据库服务器上,用户在客户端通过运行通用的W eb浏览器来使用远程诊断系统并访问远程数据库。
在W eb服务器与数据库服务器之间存在着一个非常重要的环节,即“中间件(m id2 dle w are)”,因此,实现W eb服务器与数据库的接口问题是建立远程诊断的一项关键技术。
它通常有以下几种方法:a.基于服务器应用程序的方法。
这种方法是在诊断中心W eb服务器端编写应用程序,实现用户与W eb的交互以及W eb与数据库的交互,典型的方式有CG I、A SP、PH P等。
b.基于服务器描述脚本的方法。
这一方法类似第一种方法,但它不需要编写CG I程序,而是利用专用的DB Sever实现数据库与W eb的连接。
开发者只需编写SQL或相近的数据库查询脚本,将其嵌入H TM L即可。
c.基于客户应用程序的JDBC方法。
JDBC是Java语言与SQL数据库互联的,基于SQL调用接口的规范,它给Java程序设计人员提供了与多种关系数据库的统一接口。
其原理是客户连上W eb后,从W eb下载一个A pp let小程序,然后通过这个小程序直接与后端数据交互,即WWW客户机←→WWW服务器←→A pp let小程序←→JDBC←→DB 后台数据库,这一方法的最大优点是平台和环境的无关性。
2.2 数据压缩与传输技术远程诊断系统在应用过程中需要进行大量的以数据、声音和图像为主的信息存储和传输,这些信息在远距离传输时占用频带宽,损耗大,造成成本昂贵。
因此,如何在保证声音、图像质量的前提下,寻求一种有效的压缩算法,以期将声音、图像数据压缩到最低,是一个关键的技术问题。
远程诊断的故障信息中包括数据信号、音频信号、视频信号及控制信号等,这些不同类型的信号有不同的传输特征和要求。
它们要借助于通信网络进行传输,而现实的通信网络多种多样,并不是所有的传输信道都能满足对压缩后的故障信号的传输要求。
为满足传输的图像高清晰度、动态实时的要求,数字化的数码传输率至少在384kb s以上。
