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远程监控技术:降低成本 改善运营
发布时间:2013-04-18     作者:www.planteng.cn
摘要:最新的远程通信技术,让专家可以从任何位置来监控多家工厂。

 对于工业自动化业界来说,远程监控并不是一个新名词。早在25年前,利用拨号电话连接的早期远程监控系统就已经被安装使用了。在上世纪九十年代,早先的这些监控系统便进一步发展为以硬线以太网/互联网连接的系统,其速度更快,可靠性更高。今天,很多工厂都受益于利用无线网络和无线设备连接的监控技术,远程监控和控制变得更加简单易行和经济实惠。
  蜂窝技术的出现,大幅度提高了在远程任何地点监控工厂运营的能力,同时降低了运营成本,简化了安装实施过程。4G技术让蜂窝通信连接速度更快,通常可以与硬线以太网/互联网的连接速度相比肩。
  远程监控的益处
  远程监控曾经只在横跨广阔区域的工业应用中才会大量采用,现在,却因为最新远程监控技术所固有的成本低和实施简单的特点而变成了很多制造企业日常运营不可或缺的一部分。
  远程监控技术之所以大量出现,一部分原因是因为安装实施所需要的前期投资成本较低;另一部分原因是能够让工厂的操作更简洁,所需要的操作人员更少。远程监控不但可以让操作工人在任何地方监控生产状况,而且还可以用更少的人促使更有效的监控。这才是远程监控在当今如此严酷的经济环境中所显现出来的真正的差异化优势。
  远程监控潜在的益处非常明显:使劳动成本最小化,弥补由于有经验的操作人员离职而造成的知识空缺,延长设备寿命,防止计划外停工停产,等等。但是,要想回答哪类远程监控最好也不是一件非常容易的事。
  虽然远程监控能够很大程度上节省成本并且改善运营状况,但是要保障安装实施远程监控系统的安全性和实用性,仍然有很多事项需要注意。限定哪些数据可以被接收、由谁来接收,并且,最为最要的是,哪些远程控制选项被允许,也是必不可少的。
  无线接入的优势与挑战
  为远程监控系统安装无线网络,正在变成一种降低安装和维护网络成本的常见方法。与具有固定拓扑布局的有线远程监控网络相比,无线网络能够提供更加明显的灵活性。使用无线网络,混装和匹配不同供应商的设备也会更加容易。
  不需要购买和布设线缆是使用无线网络最直接的成本节省。另一个可以节省成本的领域则是用几乎可以忽略不计的成本更快地增加传感器,而不需要花大价钱增加一台硬线设备。
  增加传感器能够增强对一台机器整体功能、或者对一组机器或连续进程总体性能的可视化水平。从新增加的传感器获得的更多数据能够让操作人员更快、更准确地诊断可能存在的问题,从而提高效率,减少维修成本。
  虽然无线网络需要的安装成本更低,但也不是在任意场合或对每一家工厂来说都是灵丹妙药。使用无线网络最应该注意的问题是安全性。早期的无线标准,比如有线等效保密协议(WEP),并不像它们应该做到的那样强壮。这便造成了大家对无线网络数据安全的持续关注。
  虽然现在的安全措施大有好转,但是,记住无线网络比有线网络更容易受到攻击这一点仍然非常重要。然而,通过使用加密技术和像基于IEEE.802.11X的扩展认证协议(IEEE.802.11X-based Extensible Authentication Protocol)一类的标准,无线网络已经变得更加安全;因为这些标准会要求客户端必须通过验证才能接入网络。
  但是,安装实施并保持无线网络的安全性需要一些相应的IT专业知识;较小的企业可能不知道怎样实施这些新的安全措施。虽然无线网络会给一些用户带来挑战,但是目前的无线网络协议和安全特性已经大有进步,无线网络绝对是降低远程监控安装成本和维修成本的、切实可行的选择。
  远程数据获取
  现在,无论什么类型的远程监控系统,在如何与何处获取系统的数据方面都取得了长足进步。在上世纪九十年代,基于个人电脑的接入方式曾经成为一种标准;再后来就是基于网页的接入方式。
  这些进展不但降低了成本,而且也提高了效率和生产力,因为工厂操作人员能够更容易、更频繁地获取数据。除了能更容易地获取数据以外,基于个人电脑的监控还曾在报警和报警反应时间方面带来巨大改善。而如今,很多工厂都在得益于使用像智能手机一样的移动装置的能力,以降低成本并获得对工厂运行更大的可见性。
  不管是由于经济衰退,还是由于有经验的操作工人离职,大多数的制造厂都在用更少的操作工人来监控工厂的生产状况。生产线进程监控需要大量的监管,但工厂管理者们再也负担不起运营独立的诊断分析站点或在工厂特定的区域安排更多的操作工人了。
  在今天的工厂里,许多操作工都必须同时监控分布在工厂不同区域的多台机器或多个生产进程。如果没有远程监控,潜在的问题可能就不会被监测到,产品质量可能会变差,设备可能会损坏,计划外的停工停产可能会发生。
  如今,越来越多的制造商正在转向使用能够覆盖多座工厂的统一监测系统模型。使用这种系统模型,经验丰富的操作工和工程师可以从每座工厂获取详细的、实时的信息以及详细的历史数据。把来自不同工厂的信息进行比较和分析,通常可以帮助提早发现问题。
  远程监控人员可以排除故障、改变运行参数并且关闭一台机器或者一个生产进程以避免可能出现的问题。他们还可以建议现场的工程师和操作工人,如何最好地解决一个问题或改进性能。
  这种专业技能,再加上对日常操作状况实时的可见性,便能够延长机械和加工设备的使用寿命。维修日程计划和历史数据能够更容易地用来确定维修和替换部件的时间间隔,而所有这些都不需要亲赴工厂现场便可以做到。
  采用蜂窝技术
  智能手机已经替代了那些曾经被视为必不可少的单个装置。手表、闹钟、照相机、地图、录像机、计算器、录音设备等等,现在都被集成在一起,放进了普通用户的口袋中。毋容置疑,制造环境中的加工应用正在受益于蜂窝技术的发展。
  每天都有更多的公司加入到使用移动装置的行列,比如智能手机、平板电脑以及其他手持设备,已达到削减成本和更经济更快捷地进行信息通讯的目的。虽然很多制造商都能够通过智能手机和其他手持设备进行远程接入,但是实施起来并不会像在线查看电子邮件那样简单。
  需要做出的一项重要决定是如何和何时安装实施基于浏览器和应用的远程监控。
  网页浏览器:利与弊
  通过智能手机远程接收数据顺理成章的进展是通过公司的虚拟专用网络(VPN)接入到工厂的自动化系统中。现在很多公司都能提供虚拟专用网络的远程接入,用户只需要简单地连接到公司网络并通过网页浏览器界面与公司的自动化系统互动即可。虽然基于浏览器的接入可以与任何具有网页服务性能的自动化部件一起使用,但这种接入通常只是与一个人机界面(HMI)或者一个传感器进行连接。
  当浏览器在个人电脑上运行时,这样接入的效果会非常好,速度也比较快;但使用智能手机的浏览器就会出现一些问题。在很多情况下,网页服务器的显示屏与手持设备较小的显示屏不能很好地按比例对应,显示内容的载入通常需要很长时间。
  另一个需要考虑的问题是,基于浏览器的远程接入所提供的常常只是人机交互界面显示屏幕内容的快照,当对处于频繁变化操作状态的大量数据进行监控时就容易出现问题。
  虽然有些网页服务器和虚拟专用网络能够提供双向接入的远程控制,但很多还是只能提供只读接入。