工業自動化設備管理系統的研究與設計

陳松青

（深圳市科睿達自動化設備有限公司，廣東深圳 518000）

在當前工業自動化設備管理系統建設與運行過程中，往往會遇到各種設備系統結構復雜化、規模化、造價成本升高問題。這些問題所導致的結果就是維護管理方式不全面，在設備與系統不斷更新過程中也增大了管理難度，因此針對工業自動化設備管理系統的再設計與深入研究都變得頗為必要。

1 工業自動化設備管理系統的基本內容與結構模型

1.1 工業自動化設備管理系統的基本內容

在工業自動化設備管理系統中所蘊含的技術內容是相當豐富的，主體要結合設備基礎信息管理展開，保證在工單管理以及某些預防性維護管理措施方面也能發揮有效作用，精確優化調整相關系統內容。以系統中的工單管理分支系統為例，它主要被應用于工業管理工作技術體系中，在保證建立良好技術體系過程中優化調整相關任務工單內容，報審對故障報告內容進行分析，同時做好報告完整跟蹤機制內容，體現技術應用優越性。同時在機制建設方面也是相當到位的，它能過為后續工作與分析機制提供全面歷史記錄，建立設備維護與檢修操作機制，優化調整工作任務書，并為工業自動化設備管理工作提供重要憑證。簡言之，就是要以工單作為中心載體，結合不同技術方式展開操作，確保設備維修管理工作能夠結合多點信息內容全面展開，并建立互聯關系機制，確保實現全過程監督管控。而在工單管理工作具體操作過程中，則希望保證供電管理過程有針對性，結合實際工作要求處理工作問題，做到工作內容有的放矢，其中的主要處理內容包括缺陷報告、工作請求、快速報告修理工單、巡檢工單等。在檢測工業自動化設備生產過程中生成預防性維護工單，主要用于設備巡檢操作流程。

1.2 工業自動化設備管理系統的結構模型

圖1為工業自動化設備管理系統結構模型，其在分析相關技術內容過程匯總中，也希望做到對客戶端的有效優化調整，確保設備管理服務器能夠在以太網正常和運行操作過程中發揮其應有價值作用。在直接定位上下層設備管理系統過程中就能建立一套完整的中繼站相互關聯機制，有效提取下層設備屬性內容，確保系統結構有效構建，體現其一定的技術優勢，分析設備運行環境以及周邊環境，最終滿足信息共享要求。工業自動化設備管理系統結構模型能夠為設備設置通信接口，直接連接網絡客戶端，再設置設備管理系統網絡結構模型，通過這一模型建立客戶端是非常有必要的，它在確保設備管理系統有效構建基礎上也滿足了定位技術應用要求，結合上下層管理體系構建中繼站關聯機制，保證提取下層設備屬性內容，提高技術應用優勢，建立設備之間的相應關聯關系，以此容納大量現場總線設備內容，確保設備信息網絡接口與以太網遠程擴展模塊相互關聯，滿足數據共享與信息交互機制，形成工業自動化設備管理系統的管控一體化能力機制。

圖1 工業自動化設備管理結構示意圖

2 工業自動化設備管理系統的設計方案

工業自動化設備管理系統中的核心功能內容頗多，圍繞這些核心內容規劃提出系統設計方案，主要從以下幾方面進行分析。

2.1 工業自動化設備管理系統中的卡件管理模塊設計方案

在工業自動化設備管理系統中，卡件管理模塊設計方案主要圍繞I/O 模塊、通信模塊等展開。在設計過程中，需要充分考慮到卡件管理模塊的監控系統實時數據傳輸過程，同時了解網絡負載問題，結合硬件組態對外接口HdwAcs.dll 快速獲取硬件結構信息，同時設計應用數據通信組件SCnetIIID.dll 直接下發管理型命令，有效提取卡件模塊設備管理信息內容。在轉發管理型命令過程中，則需要對打包卡件反饋內容進行分析，優化設備管理信息內容，其工作原理，見圖2。

圖2 工業自動化設備管理系統通信模型

圖2中也要分析設備管理系統的自動化技術應用內容，其中卡件管理模塊所采用的通信模型為主要管理模型內容。如在采用應答模塊進行管理模型管理過程中，需要下達有效命令內容，確保設備管理數據能夠客觀真實診斷數據內容，可有效降低風險管理。而在客觀反映監控數據過程中也要保證過程控制網有效構建。比如，如果上下位機在設備管理過程中存在問題，就要主動聯絡I/O 模塊對管理命令進行分析，主動結合相關管理模塊對數據內容進行分析，確保數據單元分析到位，同時提取管理命令碼內容，做好工業自動化設備管理系統通信模型，并對數據單元分析管理命令碼，分析下發數據內容，優化提升下載數據速度。在上位機中，需要結合I/O模塊上傳設備制造信息，保證管理命令數據單元下發數據內容，確保I/O 模塊命令上位機上傳設備制造信息內容，確保上傳數據內容正確。

而在I/O 模塊設計過程中，需要結合主設備控制器發送管理數據，等待接收方數據響應，重發管理數據，保證通信正常。在I/O 模塊中，需要結合上傳數據請求主動通信內容，確保控制器能夠正常發送任何命令指令，保證在檢測信號工作過程中發揮其應有功能作用，滿足主動通信請求要求，提高控制器的整體運行管理水平。當然，也要基于相關操作設備展開全盤分析，保證控制器模塊管理優化到位，體現主動通信請求技術內容，有效發送查詢命令。在這一過程中，必須保證設備主動通信請求接收到位，合理滿足控制器的冷啟動過程要求，需要保證在5 s 內對I/O 模塊廣播控制器冷啟動消息進行調整，確保消息管理存儲有效。在整個控制器的操作過程中，需要保證控制器在I/O管理模塊背景下發揮其命令管理技術應用優勢，滿足遠程通信要求，必要時也要創建一套完整的I/O管理模塊，分析其中的大量一幀數據內容，保證命令管理控制模塊始終控制在0x16范圍內。

2.2 工業自動化設備管理系統中的交換機現場環境管理模塊設計方案

在工業自動化設備管理系統中，需要分析交換機現場環境管理模塊內容，優化相關模塊設計方案，保證網絡管理交換機有效應用，提高網絡數據傳輸能力。合理實現對交換機管理過程的有效優化過程，滿足網絡與設備管理服務器信息交換要求。而在設備管理通信服務器過程中，需要確保設備管理輪詢機制有效構建，匯總大量附屬管理設備信息內容，并在這一過程中深入挖掘發現某些異常故障狀況。而在交換機現場環境管理模塊中還會設置輪詢監控點，通過群發方式實施輪詢管理，確保網絡環境管理模塊對設備發送輪詢命令，按照人工設定時限來調整等待回應時間。就服務器數據管理過程中需要第一時間確認某些命令問題，結合設備定點查詢工作建立確認故障分析機制，對故障發生情況進行分析。

在設計交換機現場環境管理模塊中的SE 軟件應用過程中，需要利用到各種信息化數據模塊來展開工作，保證電源狀態與環境溫濕度調整到位，采用設備管理服務器輪詢管理設備內容分析相關技術方法應用，保證發送數據內容確認命令，了解設備管理服務器數據聯系，確認交換機故障情況。具體來講，其設計流程應該包含以下4點。

（1）需要分析丟包問題，結合丟包問題對設備服務器相關技術內容進行分析，保證做到最快確認設備故障問題，并對故障問題內容展開分析，了解通信暫時中斷問題，了解下一步檢測技術內容。

（2）在分析相關服務器故障內容過程中也要建立終端問題機制分析，確保網絡管理設備聯絡分析機制建設到位，優化設備管理過程，同時滿足交換機正常操作過程。

（3）必須明確交換機的實際供電電源情況，看起是否正常，如若發現故障必須第一時間上報。

（4）需要檢測自身網卡正常情況，結合自發自收操作分析相關交換機故障操作內容，保證建立重啟交換機管理機制，對斷開可控電源內容進行分析，確保在10 s 內實現對可控電源的有效控制，建立3 min 內管理，同時分析設備交換機管理機制，結合操作重啟內容分析相關內容操作，做好技術應用管理進程。在檢測交換機工作正常狀態過程中，還需要利用到UPS。

在分析相關技術應用機制過程中，也需要保證交互作用管理到位，結合協議棧內容對TCP/IP 協議進行分析，保證協議模塊應用過程有效到位。在深入分析協議棧程序設計過程中也要滿足協議特征，保證事件驅動管理協議與機制引入到位。在系統高效匯編語言代碼效率過程中，需要保證協議棧響應到位，有效提高TCP/IP 協議種類有效優化。

2.3 工業自動化設備管理系統中的CPU網絡管理模塊設計方案

要保證CPU 網絡管理模塊設計到位，將CPU 作為DCS 中的控制核心，形成設備管理重心，并有效管理負荷網絡資源，提高CPU 網絡管理工作有效性。

具體來講，需要對CPU 網絡管理模塊進行資源管理與故障診斷分支管理模塊設計。針對主控制器設計方面需要結合環境信息、電源狀態、軟硬件診斷信息等進行分析，保證對設備管理系統重要數據進行分析，保證通過點對點方式設計CPU 網絡管理模塊交換到位。而與此同時，也要對系統管理內容進行分析，確保結合信息數據內容對控制器基本工作狀態進行分析，同時了解備用狀態管理內容，對系統程序中的結束運行技術內容進行分析，同時做到控制器時間有效優化。在這一過程中，也要對溫度信息指示控制器內容進行分析，建立溫度信息分析機制。在控制站時間信息管理分析過程中，還必須對控制器中的硬件錯誤問題進行分析，建立時鐘診斷信息管理機制，同時滿足電池電壓信息管理優化操作，切實做到對數據線出錯標志內容進行分析。必須保證出錯靜態模塊有效調整，結合單周出錯內容與系統功能進行全面分析，滿足系統CPU 隨時處于交互工作狀態。當然，也要對相關數據內容進行分析，建立通信故障信息管理機制，保證CPU 與UO 通信機制相互關聯，提高控制器啟動信息控制復位模式，對相關統計信息統計斷電、復位等計數問題進行有序調整。如此就能滿足CPU 網絡管理模式中的技術管控要求，切實提高CPU 網絡管理通信水平，做到技術應用內容有的放矢，真正體現其價值作用。

3 結束語

分析了目前國內工業自動化設備管理系統內容，了解到設備管理的基本架構與重要價值。同時，也總結了工業自動化設備管理現狀，結合卡件管理模塊、交換機現場環境管理模塊以及CPU 網絡管理模塊來分析工業自動化設備管理系統應用優化，如此就確保了系統總體結構設計、功能設計到位，滿足數據模型與信息管理流程，提出具有決策性的關鍵技術內容，最終設置設備管理方案，形成理想化的工業自動化設備管理系統。同時，在分析工業自動化設備管理系統的軟件結構設計過程中，需要結合功能模塊層次結構展開分析，了解數據庫設計內容，確保網絡交換機管理與CPU 網絡負荷管理實施到位。再者就是要注重系統融合問題，結合設備管理系統監控功能內容融合關鍵技術，保證系統監控過程中隨時隨地獲得所需要的設備管理數據信息，不斷提高工業自動化設備管理系統技術操作水平，為工業化，自動化、智能化生產創造更多可能性。