摘要：本文從工業(yè)控制的角度出發(fā)，結(jié)合最新的無線通訊技術(shù)和Internet技術(shù)，介紹了一種以ARM處理器為核心制造的智能通訊盒子在遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)控制、數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用。

一、概述

    隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，大量自動化設(shè)備的使用在提高生產(chǎn)率和降低工人的勞動強(qiáng)度方面發(fā)揮了重要作用，使得這些自動化設(shè)備成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備。這些設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，就會嚴(yán)重影響后面的工序，這使得設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)就變得越來越重要。但是對于大部分使用者來說，維護(hù)自動化設(shè)備需要掌握的知識過于復(fù)雜，完全掌握不同的設(shè)備的所有的性能和原來是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)實的情況又要求設(shè)備在出問題的情況下要盡快修好，盡快恢復(fù)正常生產(chǎn)。在設(shè)備使用者無法快速排除故障的時候就會要求設(shè)備廠家進(jìn)行維修，這樣的后果使得設(shè)備廠家的售后服務(wù)變得很緊張，迫切需要能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，快速的解決使用者的問題，提高服務(wù)效率。

二、遠(yuǎn)程監(jiān)控的實現(xiàn)方式

    1、在設(shè)備上加裝工業(yè)攝像頭，監(jiān)控設(shè)備的現(xiàn)場工作狀態(tài)，然后將這些攝像頭聯(lián)網(wǎng)，通過Internet連接到設(shè)備廠家的控制端，這樣廠家就可以監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程的診斷。這種方式是最原始的方式，它需要專用的設(shè)備，架設(shè)專用的通訊線路，并且需要租用電信運營商的寬帶連接到設(shè)備廠家，費事費力，且由于攝像頭的視角問題，無法觀察到設(shè)備的全貌，在分析問題的時候就無法做出準(zhǔn)確的判斷。這種方式僅僅存在種種弊端，無法解決用戶的難題，很快就退出了歷史舞臺。這個是遠(yuǎn)程監(jiān)控的開端。

    2、采用帶有以太網(wǎng)模塊的控制器，通過分配給設(shè)備獨立的公網(wǎng)IP地址通過Internet進(jìn)行上網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。這同樣需要架設(shè)通訊線路，同時還要向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運營商申請的靜態(tài)公網(wǎng)IP地址（獨立的靜態(tài)IP地址是昂貴的資源，申請和維護(hù)很麻煩，并且費用不低），這就使得這種方式只能適用于關(guān)鍵設(shè)備，無法大規(guī)模的普及。在這種情況下，針對某一區(qū)域內(nèi)各種設(shè)備比較集中的情況，這種模式可以變通為：租用電信運營商的網(wǎng)絡(luò)，通過VPN技術(shù)組成一個大型的局域網(wǎng)，為每臺設(shè)備分配一個局域網(wǎng)IP地址，實現(xiàn)集中的監(jiān)控。有些城市中的恒壓供水設(shè)備和集中供暖的換熱站初期就是采用這種方式，實現(xiàn)設(shè)備的無人值守和自動報警。

    3、隨著4G網(wǎng)絡(luò)的大力發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)的連接速度和穩(wěn)定性相對于3G/2G都有了質(zhì)的飛躍，使得各種設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)成為可能；ARM芯片隨著智能手機(jī)的更新?lián)Q代迅速發(fā)展，其性能足以支撐聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的正常運行。所以很快就就有廠商根據(jù)市場的需求，生產(chǎn)了一種基于4G網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)利器——智能盒子+云平臺，采用客戶機(jī)/服務(wù)器的方式，僅需要1張4G的手機(jī)卡就可以輕松的把要聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備連接到Internet上，省卻了架設(shè)線路、租用網(wǎng)絡(luò)申請公網(wǎng)固定IP地址的麻煩，使用非常方便。下文以繁易公司的產(chǎn)品Fbox為例說明。

三、Fbox的特點和使用

    Fbox是是工業(yè)設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)平臺（InternetofMachinesSystem，縮寫為IMS）中的一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能傳輸終端設(shè)備，為工業(yè)設(shè)備提供了一種互聯(lián)網(wǎng)解決方案，結(jié)合強(qiáng)大的云平臺，它可以實現(xiàn)以下功能：

1.將大量的工業(yè)設(shè)備連接到一個遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中，無需考慮網(wǎng)絡(luò)布設(shè)

2.設(shè)備歷史數(shù)據(jù)查詢

3.獲取和設(shè)置設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)

4.設(shè)備的售后信息維護(hù)管理

5.試試報警信息的推送和查詢

6.PLC程序的遠(yuǎn)程下載和監(jiān)控（VPN透傳）

7.遠(yuǎn)程停機(jī)

8.接口開放，支持OPC接口，用戶可自行組態(tài)；同時開放HTTP接口和SDK接口，用戶可自行編程

9.支持windows平臺和安卓手機(jī)平臺

四、Windows環(huán)境下Fbox客戶端的使用方法

    啟動客戶端，注冊賬號，然后通過Fbox上的SN和password添加設(shè)備。

（1）管理盒子

    添加/刪除盒子用注冊的賬號登錄客戶端后，就可以添加需要的盒子，輸入盒子的ID和對應(yīng)的密碼即可添加到客戶端。也可以刪除自己添加的盒子或他人分享給自己的盒子。分享、收藏盒子自己添加的盒子可以分享給其他賬號的所有人。這樣被分享的人使用自己的賬號登錄后，就可以查看到分享過來的盒子的信息。也可以收藏盒子，被收藏的盒子，可以在收藏頁查看到等等。

（2）數(shù)據(jù)監(jiān)控

    對于添加的盒子，使用客戶端可以監(jiān)視/修改盒子所連接控制器的所有數(shù)據(jù)。如果盒子屬于該賬號，還可以對所要監(jiān)視/修改所連接的控制器的條目進(jìn)行增加或者刪除。被分享的盒子所監(jiān)視的條目無法增加或者刪除。

（4）報警功能

    可以預(yù)先登記報警條件和內(nèi)容，當(dāng)報警發(fā)生時，客戶端上可以看到報警發(fā)生的內(nèi)容和時間，也可以通過微信公眾號綁定帳號實現(xiàn)報警推送，還可以指定手機(jī)號，當(dāng)報警發(fā)生時，該指定號碼的手機(jī)會收到報警信息。

（5）遠(yuǎn)程下載所連接控制器程序

    通過此客戶端，可以下載盒子所連接PLC的程序。下載方式主要有兩種，一種是“錄播下載（虛擬串行通訊口）”，一種是“透傳下載（VPN）”。

（6）歷史數(shù)據(jù)

    實現(xiàn)設(shè)置和查看歷史數(shù)據(jù)、顯示趨勢圖、對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析等功能。

五、示例

    以施耐德TM241為例演示遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程停機(jī)功能。TM141帶有以太網(wǎng)口，設(shè)置其地址為85.16.1.12，子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0；Fbox的LANIP設(shè)置為85.16.1.253，選擇“使用4G遠(yuǎn)程連接”。具體的遠(yuǎn)程停機(jī)設(shè)置如下：

圖1

遠(yuǎn)程控制設(shè)置如下：

圖2

TM241的控制代碼為：

PLC_START_DELAY(IN:=SM400,PT:=T#55S,Q=>,ET=>);

CONNECT_DELAY(IN:=YX<>PRODUCT_MOUNT,PT:=T#120S,Q=>,ET=>);

WORKING_R(CLK:=WORKING,Q=>);

IFWORKING_R.QTHEN

IFPRODUCT_MOUNT<65535THEN

PRODUCT_MOUNT:=PRODUCT_MOUNT+1;

END_IF

END_IF

RELEASE_LIMIT:=REMOTE_COMMAND=1;

IFPLC_START_DELAY.QTHEN

ALLOW_TEST_RUN:=REMOTE_COMMAND=0ANDPRODUCT_MOUNT<65530ANDNOTCONNECT_DELAY.Q;

END_IF

ALLOW_AUTO_START:=RELEASE_LIMITORALLOW_TEST_RUN;

    通過以上代碼可以看出，設(shè)置REMOTE_COMMAND=1即可讓設(shè)備停機(jī)，盒子被拆除或者掉線超過1分鐘，設(shè)備也可以停機(jī)。

六、結(jié)束語

    通過以上的示例可以看出，F(xiàn)box作為一種比較成熟的工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)方案，使用簡單，功能強(qiáng)大，可以方便地實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程互聯(lián)、遠(yuǎn)程下載和遠(yuǎn)程維護(hù)，是一種很有前景的。