一種智能物流裝備遠程維護與診斷平臺的設計

萬峰華，韓紹軍，王延博，余 凱，陳 斌

（江蘇六維物流智能裝備股份有限公司，江蘇 南京 210019）

1 引言

目前國內智能物流倉儲行業發展迅速，物流倉儲行業規模大且增長率高，但針對智能物流裝備的維護與診斷仍停留在傳統解決模式，即在設備出現問題后，再被動的派人去現場處理。造成以下問題：（1）運營成本增加。低效重復出差帶來人力成本的增長和資源的浪費，致使運營成本增加；（2）效率低。不能及時解決客戶遇到的問題，總是出現問題才解決，響應遲鈍；（3）不可追溯。設備數據無法采集，問題無法追溯，致使設備改進進程緩慢低效。

本文為解決這些問題，將遠程控制運用于自動化物流倉儲設備，隨時監控設備，并將設備運行狀態上傳到數據庫，一旦接獲異常警訊，便可隨即根據該設備的履歷記錄，輔以歷史狀態的回溯，迅速診斷出問題的根源，利用遠程設備通過以太網盡快排除故障，恢復生產。

本方案采用Secomea通信方案的EasyTunel技術，可完全避免IP/子網沖突，提供多種接口，除了通過以太網使自建服務器與現場設備連接外，還可以利用最新無線網絡4G LTE信號使自建服務器與現場設備連接，達到隨時隨地監控和數據采集的目的。另外，通過自建服務器，直接對接企業級數據庫應用，確保數據的私密性和信息安全性。

2 智能物流裝備系統簡介

智能物流裝備系統是一種高度集成的自動化系統，作業現場通常由多臺PLC控制器控制設備運行，計算機軟件系統參與調度管理，現場總線以及無線通信系統連接設備保障多臺設備聯機數據交換如圖1所示。系統的運行會產生大量的出入庫數據以及設備運行數據，這些數據存儲于計算機數據庫當中，為后期的系統維護和升級提供分析參考。

3 遠程維護與診斷系統設計方案

遠程維護與診斷系統設計方案如圖2所示，主要由GateManager服務器、SiteManager工業網關和LinkManager PC客戶端三個部分組成，通過互聯網或者4G LTE無線網絡，實現多對多的遠程通訊與控制。為保證遠程控制時的人員安全，杜絕出現意外情況，在工程師進行遠程操作的過程中，在現場顯示屏打出文字提示，且警示燈亮起，提醒現場人員遠離。

圖2 遠程維護與診斷系統方案

3.1 遠程編程與移動監控

自建GateManager服務器用于管理賬戶的創建、刪除、禁止，以及管理現場SiteManager設備、用戶授權等；管理單個用戶/設備的訪問權限；批量設置SiteManager；使用USB或FTP方式對遠程訪問系統數據備份；設置事件報警；記錄與追溯設備與人員訪問日志；可靈活私有化部署在企業內部、云服務器提供商；支持1 000 000個SiteManager同時在線。在各個站點分別安裝SiteManager網關聯網連接到GateManager服務器，PC客戶端/移動端通過互聯網連接到服務器，SiteManager工業遠程網關配備RJ45、RS232、USB三種物理接口，與PLC/HMI/PC/IP CAMERA等現場設備物理連接并通過互聯網連接到服務器。服務器把PC客戶端/移動端和遠程網關的網絡做橋接，PC客戶端就能像本地一樣訪問設備，實現對PLC編程、上下載程序等功能，且無需固定IP，使用簡單方便維護成本低。遠程控制如圖3所示。

圖3 遠程控制

在信息安全性方面，網關硬件具備雙網口物理隔離，確保生產系統安全。PC端登陸環節采用雙因素權鑒，X.509證書+密碼的方式登陸，X.509證書是一個2-3KB大小的文件。遠程通信服務器的管理員創建不同類型賬戶，通過郵件的方式自動將賬戶信息發送給對應的用戶，郵件附件含有X.509證書、密碼及登陸方法。通過X.509證書以及密碼，登錄遠程通信服務器、遠程訪問客戶端。另外，還可以增加短信驗證的方式，組成三因素登陸權鑒，來確保安全強度更高的登陸方式。訪問權限可精準到單臺設備，被授權的用戶僅可訪問到需要訪問的設備，局域網內網其它非授權的設備無法訪問，且完整記錄訪問過程中留下的痕跡，永久保存事件記錄，便于追溯。

3.2 遠程數據采集功能

智能物流裝備運行期間會產生大量現場數據，將數據留存下來對處理問題和設備優化具有巨大意義。將服務器搭建在企業內部，服務器搭建在云平臺上，需要把數據采集到本地時，本地做數據采集端需要多放置一臺遠程模塊在上位機旁邊并與上位機連接，上位機處的遠程模塊和設備端的遠程模塊通過互聯網連接到云服務器，通過云服務器橋接處理后，兩端遠程模塊和服務器就搭建一條遠程采集數據的鏈路，把遠端的PLC設備連接到上位機進行數據采集。將處在各個異地的設備數據集中采集到單個或多個數據中心，即使各個現場的系統采用的是同一套IP地址，GateManager服務器能夠高效地管理千萬級的沖突地址數量，將通信鏈路快速建立起來。工程師通過記錄數據了解現場設備運行狀況，并能分析可能存在的問題。數據采集如圖4所示。

圖4 數據采集

3.3 PC端遠程操作

工程師或者管理人員通過LinkManager客戶端，對遠程設備進行操作或者維護。通過管理員分配的賬戶登錄成功后，可以選擇訪問單個設備，也可以訪問整個網關下的所有已經建立通道的設備。當點擊訪問設備后，工程師就可以完成遠程訪問的功能，且能夠直接對PLC進行程序下載和編程。

4 結論

本文設計的遠程控制方案，可對現有本地設備的維護方式進行升級改造，提高了智能物流裝備的遠程維護與問題診斷的能力，有效降低出差人員費用且有助于提高工作效率；實施數據采集將設備運行的程序數據做統計分析，掌握設備每個部位的運行狀態，提高設備的在線率。遠程編程、移動監控、數據采集等功能實現，提升了企業信息化水平，日常設備問題得到了有效快速解決，幫助企業更好的建立競爭優勢。