智能型柴油发电机组远程监控机构的特点

摘要：云计算是继PC、互联网之后信息技术发展的较新趋势。以云计算为重要支撑的云服务正为柴油发电机用户带来更加简易方便的信息运用步骤。移动互联网终端和数量的加载延长，伴随而来的是移动互联网上的云服务需求日益凸现，而移动宽带覆盖和网络云服务的在柴油发电机功用上实现成为可能。所谓云计算，是柴油发电机供电装置分布式消除、并行清除、网格计算、网格存储及大数据中心的进一步发展和商业实现，基本原理是将数据计算分布在互联网的大规模服务器上，而非本地计算机或远程服务器中，数据中心的运行与互联网相似，用户根据需求访问计算机和存储装置。

      云服务具备可靠和安全的云端数据存储；开放的云端软件开发和大量软件服务；云端与终端装置的自动同步，不必下载软件，软件可以动态升级；无所不在、无限强大的云计算，基于云端的大规模服务器集群物理位置与用户无关，用户只需通过互联网登录即用，十分方便，服务器集群相互协作，计算能力将远超过任何个人计算机；终端硬件配置需求减轻。只要终端通过浏览器软件打开云端网站，就可使用云端供应的服务。

      移动云服务是通过移动互联网来将服务从云端推送到终端的一种云服务。而移动互联网是将移动通信设备和传统互联网两者结合起来的互联网络，因移动终端与传统互联网终端的差异性，使得移动云服务具备了一些新优点。

      移动云服务终端装置一般较为轻便，具有高便携性，其以远高于传统互联网终端的操作时间与用户体感直接接触。这个优点决定了移动云服务可以实现24h的贴身服务，并且移动云服务的获取远比传统云服务方便。

      移动云服务中终端用户的隐私性要求远高于传统云服务用户，其决定了移动互联网数据分享时既要**认证客户的有效性，又要保证信息的安全性。这是不同于传统互联网公开透明的优点。

      通过移动通信网络，移动终端可以访问传统互联网信息，这就决定了传统云服务可扩展到移动云服务中。

      “五遥”是柴油发电机组自动化遥测、遥信、遥控、遥调和遥视的简称。云监控通信模块是一种4G版本参数通信采集模块，详细功能是采用无线方法将柴油发电机组控制模块连入互联网，无需敷设专用通信线G网络的地方，均可通过手机App和电脑PC端远程实时监控发电机网，实现远程控制发电机组、远程数据监控、远程故障判定、发电机组位置GPS实时定位以及维护维护管理等用途。模块登录云服务器后，云服务器将传送相应的柴油发电机组监控系统通信协议到模块。云监控模块可通过RS485接口连接到发电机组进行数据读取和写入操作。五遥自动化系统具有诸多优势：

（2）具备和多种发电机组操作界面进行通信的接口，如RS485和USB（Host），可监控国际一流品牌的大多数柴发机组操作系统。

（3）安全可靠。DTU模块采用加密的网络数据通信协议定期上传发电机组参数，当网络不稳定期可自动重连，保证参数传输不丢包。

（4）费用低廉。采用专业压缩算法，流量消耗比传统JSON格式参数降低70%以上，大大减少了网络流量。

（5）方便易用。机构采用阿里云服务器，机构软件安装在服务器上，无需单独安装控制软件，能上网的电脑均可使用，而手机或平板电脑通过安装APP应用程序即可使用。

（6）友好的人机界面。通过设备列表可实时熟悉所有发电机组的运转状态。第八，通过视频监控让现场发电机组如同近在咫尺。

（8）模块具有GPS定位和基站定位功用，可获取发电机组的位置信息，实现发电机组实时定位，图5为机构的电子地图界面。

（9）优秀的扩展用途。不仅可根据用户需要接入环境监测模块和门禁模块等，还可以扩展测量环境温度、环境湿度、一氧化碳浓度以及门禁状态等。

（10）黑匣子作用。可通过发电机组事故产生时的历史曲线图查询参数明细，为维护人员判断事故供应依据，以便正确定位解析事故因由，为修理做好准备，节省维保时间。

（11）修理保养管理功用。可将每次修理维保状况录入系统，并可查询*时间段的修复保养记录，方便客户管理维护维护成本。

（12）运转统计作用。可通过本装置查询*时间段发电机组运行参数，如开机时间、停机时间、负荷容量、电压以及电流等数据，并可导出EXCEL报表。

      云服务是指采用云计算技术的大规模服务器集群（云端）为用户提供不必下载、不必装配、上网即用、操作方便、功用丰富、价格低廉的互联网服务。在云计算时代，在云端有专业人员对数据、平台、软件进行维保，而用户只需在浏览器中键入应用的网址，登录后即可在浏览器中做以前在个人电脑上所做的一切事情。

      移动云服务的柴油发电机组远程监控装置构造如图1所示。系统由柴发机组、柴油发电机组状态监测各类传感器、柴油发电机组控制系统、嵌入式系统为基本的参数采集终端、GPRS无线数传模块、天线模块、服务器、监控系统平台等构造。一是实现远程后台与现场装置间的通信和数据交互，进而完成基础的远程测控功用；二是建立易于随时随地访问、便于参数处置、服务业务拓展的后台服务装置，以及建立或选用相适应的运转环境平台。

      采用无线传输方法接入互联网，可以远程实时监控柴发机组：可以对发电机相（线）电压、电流、频率、转速、功率、温度、压力等状况进行实时监控。对过速、油压低、水温高、过电压、欠电压、过频、欠频、过电流、短路、起动等故障能实时报警。可通过对柴发机组输出电压及频率与设定值的比较进行自动调整，能自动维持柴发机组的准启动状态，能实现柴油发电机组的急起、自起，能实现柴油发电机组与大电的自动切换、柴油发电机组运转情况、燃油状况、市电状况等，发送短信通知相关保养人员，实现了柴油发电机组的全方位保养维保管理和发电量管理。特别是在平常保养管理中，监控人员根据手机收到的实时监控的事故或告警信息（机油压力、水箱温度、燃油量、发电电压）及时汇报并清除，**柴油发电机组始终处于良好的运转状态。

     引入移动互联网的交互式访问模式利用移动终端接入的便捷性，可以让机构在任何时间、任何地点获取监控信息和系统服务。手机作为移动互联网的接入终端，在无线通信网络覆盖的区域，可以便捷地接入系统进行访问，采用Web访问形式，手机通过Web步骤获取云端服务只需手机端有合适EB浏览器即可，云端的交互通过网页的形式被手机获取，利用浏览器的输入框、按钮等控件，用户完成与服务器的交互过程。另外，Web访问形式对系统的扩展约束较小，当服务器端添加新的功用、增加新的业务逻辑时，整个装置只需要在服务器端增加相应的Web页面即可，而不需要手机端进行复杂的更新操作，当用户再次通过手机浏览器接入系统时即可访问更新后的机构服务。

      核心功用为数据的上传与下联，以及不一样通信方式间的协议切换。详细用途和任务包括：

      兼容多种柴发机组现场总线或点对点的通信方式，实时获取现场被监控对象的运转数据及使用记录的功能，实时下发远程控制与操作命令的功能。

      采用适于柴发机组远程后台机构连接的多种广域通信方式，实现现场参数的参数包转发、协议切换以及网络互连等用途。

      如柴油发电机组控制操作的安全解除逻辑、普通参数与报警参数的分级转发管理、报警参数的过滤规则等。

      如柴油发电机组任务敬告、告警提醒的信道拓展，现场管理系统的网络互连等。

      机构的监控对象，一般包括柴发机组及其智能管理模块、机房环境及配套设备。其主要的监控数据包括：

      柴油发电机组运转环境温湿度及其报警设置与输出，柴发机组运转环境的烟感、门禁和水淹等数据。

      （通过智能管理模块获得的）柴发机组运转状态（开／关机）、柴发机组运行模式（手动或自动）、以及各项运转参数（转速、油温、油压、电压、电流、容量因数、负荷变化等）；运行参数及状态的设置及设置记录；报警参数与报警记录；损坏数据与事故记录；保养维保记录与保养保养提醒等。

      模块的参数管理作用应能满足上述参数内容中的不同类型需求：

（1）区分状态信息、设置信息、操作（包括运行操作和维保使用）信息，区分开关量、模拟量，建立适合的参数结构，同时具有相应的信息项增减接口或界面。

（2）在满足可检索性前提下，满足部分数据的短期历史性需求，供应一定的短期跟踪性逻辑（如门限监控、有效平均等）。

      上传通信及下传通信均通过GPRS无线数传模块，即内嵌GSM/GPRS核心单元的无线Mo-dem，具有完备的电源管理装置，标准的串行参数接口，具备关于不一样数据实时性和安全性需求的上层通信管理能力和广域网互连能力。考虑适应不同的作业现场，具备工业现场总线接口及点对点通信接口，同时应支持业内使用较广的MODBUS等上层协议，具备基于TCP/IP的局域网互连RJ45接口。

      详细面向汇集后的柴油发电机组运转数据的存储、查询、呈现、访问以及现场数据的门限设置等传统的管理功能，配合售后服务业务，建立设备修复、维保的管理系统。

（1）在柴发机组传统参数管理功能之上，通过参数的积累和挖掘，为服务内容的拓展提供数据基本和操作平台。

（2）对于发电机等生产厂商，供应定时保养提示，用途性失效及事故预测，事故原由剖析与排障支持，配件产能判定等支持。

      应在满足功用性需求的基本上，突出强调通信性能（数据可靠性、实时性）、终端的广泛分布性、网络功率和功能模块的可扩充能力，不建议企业自建后台服务系统。软件升级及用途模块的扩展支持能力。

（1）以嵌入式系统为基础的数据采集终端，配置在柴发机组的各个应用现场，通过无线数传模块实现现场与远程后台的网络连接和参数互连。

（2）以参数库为基本的软件机构，通过服务器装置，可以遍布于任何地点参数访问与操作管理系统，实现汇总后数据的各种解除，形成排除后数据的访问和操纵界面。

      依照对上述用途实现的支持程度差别，以及装置架构的技术实现方法上的不一样，在广域网环境下，存在以下可选取的装置架构模式。基于GPRS的参数传输信道和后台数据排除结果发布方式，在以下架构中的工作模式基础相同；现场终端的下连架构相同；后台的解除内容具有相同的弹性。

① 下连采用以MODBUS为默认协议的业内标准化通信（对应不同通信连接分别采用MODB-US-RTU、MODBUS-TCP等），通过RS232远传、诸如RS485等现场总线、工业以太网等通信连接方法，建立与具有参数通信功能的被监控对象间的参数信道。

② 关于不具备参数通信功用的被监控对象（如某些电源模块），通过扩充模块，实时获取对象参数参数、安全输出对象控制输入。

③ 相对于被监控对象，现场终端既是TCP-Server或TCP-Client（具体取决于被监控对象在现场以太网中的角色），又是总线网络的控制器和测控扩展模块的调度器。

④ 关于系统整体架构下现场终端的用途定位，承担网络路由、协议切换、Web访问服务、MA运行等不同任务。

      基于云平台和移动代理的智能架构，在该架构中，现场模块详细完成对被监控对象参数的获取和控制输出，并具有一定的参数管理用途。现场模块作为webserver，支持包括以Web文本挖掘为主要作用的后台参数前置机以及其他广域网上合法客户端在内的webclient的随时访问；前台数据前置机及应用服务器作为DBclient操纵数据库；后台应用服务器对参数进行加工排查，其结果供应给后台局域网客户进行访问，并经过Web服务器，为外部广域网客户供应浏览访问服务，同时支持MA的运行；MA作为作用性智能体，详细面向设置性任务、控制性任务的完成，也可取代Web服务，进行常规参数的定时传递。

      康明斯云计算远程监控管理机构装配在应急柴油发电机上，可以通过实时参数监控发电机的性能分析指标。远程监控技术可以测量到发电机组运行环境如柴油、机油不足、电源损坏等问题，有可能造成发电机组无法正常运转，甚至烧毁发电机组时，康明斯云计算远程监控管理系统向用户发现紧急预警，处置掉大部分可避免的问题。用户可以及时采取相应的策略。该举措具有技术上的领先性，更详细的是适于集监测控制于一体的网络化应用，云平台的架构，可有效应对分布范围更广的现场终端的服务响应，高效解决后台服务其系统的多机集成、任务优化分配、数据挖掘增强用途的扩充；智能体技术，不仅具有网络带宽小、配置灵活的技术长处，更为逐步开展的涉及现场终端、现场被监控对象的售后服务内容的拓展，奠定了技术基础。