哈爾濱工業(yè)大學(xué)蕪湖機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院 林宇豐 劉豐福

為解決對應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)難以集中管理以及運行狀態(tài)的監(jiān)視和周期性維護(hù)耗費人力和時間的問題，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)了監(jiān)視、控制、管理一體化的監(jiān)控系統(tǒng)。首先，介紹了監(jiān)控系統(tǒng)所具備的基本功能和系統(tǒng)設(shè)計時所遵循的原則。然后，在研究監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了基于OPC UA 通訊協(xié)議實現(xiàn)的應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)與監(jiān)控系統(tǒng)的連接方法，進(jìn)一步闡述了監(jiān)控系統(tǒng)基于ASP.NET Core 的技術(shù)架構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)。最后，給出了監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測與遠(yuǎn)程控制的實現(xiàn)方法。

電力能源是在當(dāng)今社會中最主要的能源。為了避免電力中斷而影響人們的生活和企業(yè)生產(chǎn)，在重要的區(qū)域如醫(yī)院、學(xué)校、政府部門等都配有應(yīng)急備用電源，以減少電力中斷所導(dǎo)致的人員傷亡和重大經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)急發(fā)電機(jī)以燃油發(fā)電機(jī)為主，其具有燃油效率高、燃料容易獲取、不受地域限制或氣候環(huán)境影響的優(yōu)勢[1]。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)可以獨立運行，并且可以長時間進(jìn)行供電，最大限度地避免了電力中斷所帶來的影響，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)急發(fā)電機(jī)具有工作時間不確定性，存在地理位置分散以及難以集中管理的問題。一方面，由于應(yīng)急發(fā)電機(jī)的工作特性，其工作時間無法預(yù)測且往往都是突發(fā)性的?，F(xiàn)階段，應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的維保工作主要是通過人工的方式進(jìn)行定期啟動測試和周期性的保養(yǎng)[2-4]；另一方面，應(yīng)急發(fā)電機(jī)的分布不集中，甚至有的在偏僻的山區(qū)，因此進(jìn)行維保工作時將會耗費大量的人力和物力。

作為當(dāng)下的熱門趨勢之一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域?，F(xiàn)有的監(jiān)測或監(jiān)控系統(tǒng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測，但還沒有具備實時監(jiān)控的功能或受到通訊限制不能進(jìn)行異地遠(yuǎn)程監(jiān)控[5-8]。本文將基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，將應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)進(jìn)行集中管理，并實現(xiàn)實時監(jiān)測與遠(yuǎn)程控制等功能。

1 監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過為企業(yè)部門和技術(shù)人員提供應(yīng)急發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)作為參考，利用遠(yuǎn)程控制功能完成啟動、停機(jī)等操作，能夠有效地減少技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場的次數(shù)，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，配合維保管理、故障管理等功能，使得對應(yīng)急發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作能夠得到更精確合理的安排，以進(jìn)一步提高應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的工作可靠性。

作為監(jiān)測、控制、管理一體化的監(jiān)控系統(tǒng)，其具備了四大功能模塊：即設(shè)備檔案管理、設(shè)備監(jiān)控管理、設(shè)備維保管理以及用戶角色管理。每個功能模塊下的具體功能如圖1 所示。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Function structural diagram of monitoring system

（1）設(shè)備檔案管理。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備檔案管理是整個系統(tǒng)重要的組成部分之一。系統(tǒng)的絕大部分功能都離不開發(fā)電機(jī)設(shè)備，所以需要建立一個良好的設(shè)備模型。設(shè)備信息記錄著各個發(fā)電機(jī)的基本信息，并允許上傳設(shè)備照片，以便于技術(shù)人員能夠在現(xiàn)場快速辨別相關(guān)發(fā)電機(jī)。設(shè)備變量是指應(yīng)急發(fā)電機(jī)中所有可被監(jiān)測的參數(shù)，通過設(shè)置各個變量的節(jié)點地址能夠讓數(shù)據(jù)采集服務(wù)準(zhǔn)確獲取該變量的數(shù)據(jù)，使采集過程更為流暢。

（2）設(shè)備監(jiān)控管理。設(shè)備監(jiān)控管理模塊是應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能之一，其包括實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)查詢以及遠(yuǎn)程控制。數(shù)據(jù)監(jiān)測和查詢能夠讓技術(shù)人員掌握停機(jī)發(fā)電機(jī)的實時狀態(tài)，為不在現(xiàn)場的技術(shù)人員對發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障排查或分析提供數(shù)據(jù)參考。遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)了發(fā)電機(jī)的啟動和停機(jī)等基本操作，減少技術(shù)人員到現(xiàn)場為應(yīng)急發(fā)電機(jī)進(jìn)行定期啟動測試的次數(shù)，能夠節(jié)約企業(yè)的人力成本與時間成本。

（3）設(shè)備維保管理。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)是保證其在遇到電力中斷時可以正常運行的重要因素之一。監(jiān)控系統(tǒng)中具有設(shè)備的維保管理，其記錄著發(fā)電機(jī)的維保情況、維保單位、費用等信息，能夠輔助技術(shù)人員安排維保工作。故障維修管理能夠讓技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)問題后及時上報，然后由管理人員根據(jù)情況安排維修工作。此外，在維保管理模塊中還能夠按照指定時間段對維保費用進(jìn)行統(tǒng)計，以便于日后的財務(wù)規(guī)劃。

（4）用戶角色管理。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的用戶角色管理是保證系統(tǒng)安全性的重要功能，可以避免外來人員進(jìn)入到監(jiān)控系統(tǒng)。用戶管理記錄了所有能登錄監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)人員或管理人員。對不同的用戶還可以分配不同的角色，而每個角色對應(yīng)著不同的權(quán)限，用戶交互界面也會隨著用戶角色的不同而有所變化。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計原則

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的目的是為了解決應(yīng)急發(fā)電機(jī)維護(hù)和監(jiān)測耗費大量人力財力和時間的問題。一個完好的監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅在功能上解決問題，還需要考慮該系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。因此，應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計開發(fā)時，將依據(jù)以下幾點原則：

（1）實時性。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需要實時數(shù)據(jù)才能準(zhǔn)確地展示發(fā)電機(jī)的當(dāng)前運行狀態(tài)，所以要確保從應(yīng)急發(fā)電機(jī)中所采集的數(shù)據(jù)能夠及時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中。另外，對應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的遠(yuǎn)程控制要保證低延遲的信號傳遞，使應(yīng)急發(fā)電機(jī)能夠快速接收控制請求并進(jìn)行響應(yīng)，避免技術(shù)人員進(jìn)行重復(fù)控制等誤操作。

（2）可靠性?？煽啃允侵冈趹?yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在長時間運行或進(jìn)行大量的信息處理時，依然能夠正常穩(wěn)定地運行。監(jiān)控系統(tǒng)須具備24h 不間斷運行的能力，即使出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或宕機(jī)的情況，監(jiān)控系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)快速恢復(fù)正常。為保證監(jiān)控系統(tǒng)與應(yīng)急發(fā)電機(jī)之間的通訊流暢，應(yīng)急發(fā)電機(jī)有多種聯(lián)網(wǎng)方式以及斷網(wǎng)自動重連功能，以確保應(yīng)急發(fā)電機(jī)始終處于在線狀態(tài)。

（3）可維護(hù)性。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計時需要考慮到系統(tǒng)在實際投入應(yīng)用后，可能會因為企業(yè)業(yè)務(wù)的調(diào)整而需要對部分功能進(jìn)行調(diào)整或二次開發(fā)。為方便后期系統(tǒng)維護(hù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行更改，對基本的系統(tǒng)設(shè)置提供用戶交互界面，減少通過后臺進(jìn)行代碼修改。同時，為提高程序代碼的易讀性，對所有應(yīng)用程序中的函數(shù)都添加注釋。

（4）安全性。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性可以分為兩個方面：首先是系統(tǒng)的應(yīng)用安全，其包括通過權(quán)限授權(quán)用戶使用系統(tǒng)的功能及資源，避免外來人員或無關(guān)人員進(jìn)入系統(tǒng)；其次是數(shù)據(jù)安全，即使用專用的通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并對數(shù)據(jù)庫中關(guān)鍵和敏感的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的完整性和保密性，加大直接獲取有效信息的難度。

（5）靈活性。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計開發(fā)時要選擇具有兼容性的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等，使系統(tǒng)能夠快速轉(zhuǎn)移到其他硬件或服務(wù)器上，避免相關(guān)技術(shù)迭代后導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常使用。監(jiān)控系統(tǒng)還具備未來可擴(kuò)展的特點，能夠快速部署新的功能或集成其他子系統(tǒng)，并根據(jù)需求隨時增加或刪減應(yīng)用模塊。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計

3.1 總體框架設(shè)計

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架設(shè)計如圖2 所示，主要由應(yīng)急發(fā)電機(jī)、云端服務(wù)器以及客戶端用戶三個部分組成。云端服務(wù)器包含了各種邏輯業(yè)務(wù)和功能服務(wù)，承擔(dān)了整個監(jiān)控系統(tǒng)的絕大部分事務(wù)，其中包括處理應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)PLC 的數(shù)據(jù)、處理各種來自客戶端的請求和操作、呈現(xiàn)用戶界面以及向應(yīng)急發(fā)電機(jī)發(fā)出控制請求等。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)的總體框架Fig.2 Overall framework of monitoring system

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)可以根據(jù)自身現(xiàn)有的PLC 通訊接口，利用現(xiàn)場總線技術(shù)或通過4G 移動通訊網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。云端服務(wù)器中的數(shù)據(jù)服務(wù)模塊將獲取應(yīng)急發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)庫的存儲要求進(jìn)行處理，并保存至數(shù)據(jù)庫中?？蛻舳擞脩魟t利用互聯(lián)網(wǎng)與云端服務(wù)器連接，在瀏覽器上通過Web 服務(wù)進(jìn)行操作和控制。

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，為實現(xiàn)該監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)不僅需要能夠進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，還需要能夠形成OPC UA 服務(wù)器，通過OPC UA協(xié)議接入到云端服務(wù)器中。隨著工業(yè)智能化的推廣和普及，新一代的工業(yè)設(shè)備已經(jīng)具備了上述條件，可以直接作為OPC UA 服務(wù)器使用，但極少應(yīng)用在應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)中。這導(dǎo)致了有許多正在投入使用的應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)，難以直接啟用OPC UA 服務(wù)器，甚至所使用的PLC 可能還缺少了OPC UA 的接口。

為了解決應(yīng)急發(fā)電機(jī)無法直接組網(wǎng)以及對不同品牌的PLC 需要不同協(xié)議的問題，需要一個能夠接入以太網(wǎng)并且支持各種PLC 協(xié)議的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)設(shè)備。對此，應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將采用工業(yè)級邊緣計算智能網(wǎng)關(guān)。如圖3 所示，利用智能網(wǎng)關(guān)作為應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)與云端服務(wù)器之間的橋梁，專門負(fù)責(zé)處理PLC 的協(xié)議解析和轉(zhuǎn)換，形成OPC UA 的接口，不僅能夠解決上述問題，還可以直接作為OPC UA 服務(wù)器使用。

圖3 智能網(wǎng)關(guān)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用Fig.3 Application of smart gateway in monitoring system

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的PLC 通過其具有的通訊接口，如串口RS-232、RS-485 或以太網(wǎng)RJ-45 等，與智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行有線通訊，每個應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)都可以單獨配一個智能網(wǎng)關(guān)。在后期應(yīng)用與發(fā)展，即便換了新的應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)或PLC 的協(xié)議出現(xiàn)變更，只需要單獨重新設(shè)置網(wǎng)關(guān)即可，不需要對云端服務(wù)器進(jìn)行重大調(diào)整，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性。

智能網(wǎng)關(guān)可以通過4G 移動通訊網(wǎng)絡(luò)以及有線的局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)其中一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中斷時，網(wǎng)關(guān)能夠自動切換到另一個方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，通過兩種不同的聯(lián)網(wǎng)方式提高智能網(wǎng)關(guān)的工作可靠性，盡可能保證云端服務(wù)器能夠隨時通過網(wǎng)關(guān)與應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)進(jìn)行連接。

3.2 技術(shù)架構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)

為了方便用戶在無需安裝任何特別的應(yīng)用軟件的情況下使用監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。瀏覽器是指Web 瀏覽器，作為監(jiān)控系統(tǒng)的前端，其主要負(fù)責(zé)顯示用戶界面并向服務(wù)器發(fā)送請求，擁有極少的事務(wù)邏輯。監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都將部署到服務(wù)器上，由服務(wù)器負(fù)責(zé)實現(xiàn)絕大部分的事務(wù)邏輯。

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將使用基于微軟的.NET 平臺中的ASP.NET Core 網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)。ASP.NET Core是.NET 的新型高性能的開源框架，它是ASP.NET 的重新設(shè)計，簡化了網(wǎng)頁應(yīng)用的編程過程和開發(fā)工具。ASP.NET Core 不僅允許應(yīng)用在Windows 上進(jìn)行開發(fā)運行，而且還能夠在macOS 和Linux 跨平臺上使用。ASP.NET Core 能夠用于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并將應(yīng)用部署到云端服務(wù)器上運行，非常適合應(yīng)用在該監(jiān)控系統(tǒng)上。

監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)⑼ㄟ^語句集成查詢（LINQ）的語言級查詢語法來完成數(shù)據(jù)庫的查詢操作。LINQ 具有很高的表達(dá)力度，其代碼精簡，能夠在程序的邏輯意圖和代碼之間找到合理平衡，實現(xiàn)高效的編程過程。LINQ不僅簡化了數(shù)據(jù)訪問的方法，而且還可以實現(xiàn)在查詢數(shù)據(jù)過程中插入邏輯操作，使數(shù)據(jù)查詢能夠靈活地根據(jù)具體功能需求隨時調(diào)整。

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序采用模型-視圖-控制器（MVC）的結(jié)構(gòu)模式。MVC 體系結(jié)構(gòu)模式將應(yīng)用程序分成三個主要部分，即模型、視圖和控制器。將系統(tǒng)應(yīng)用程序按照MVC 結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分有便于編碼的過程和對單一功能進(jìn)行調(diào)試測試。如圖4 所示，將程序的顯示模塊、功能模塊和屬性模塊分離后，每個部分都有各自的功能，降低了代碼之間的耦合性，進(jìn)而提高了程序的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

圖4 監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)Fig.4 Logical structure of monitoring system

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能在MVC 結(jié)構(gòu)模式下的調(diào)用邏輯為：客戶端用戶通過前端的視圖進(jìn)行操作時或通過URL 網(wǎng)址進(jìn)行訪問時，會向應(yīng)用程序發(fā)送一個請求?？刂破鹘邮盏皆撜埱蠛?，會按照程序的流程進(jìn)行處理，選擇相應(yīng)的模型和視圖進(jìn)行響應(yīng)，并將結(jié)果展示給客戶端用戶。

4 監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能實現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)采集服務(wù)

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是以應(yīng)急發(fā)電機(jī)的變量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。為了確保數(shù)據(jù)采集過程能夠獨立運行且不會受到其他模塊影響，本文設(shè)計了一個能夠部署在云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集服務(wù)，其程序流程圖如圖5 所示。該服務(wù)將由應(yīng)用主程序調(diào)用，并按照系統(tǒng)設(shè)置的時間間隔觸發(fā)，從而實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)采集。

圖5 數(shù)據(jù)采集服務(wù)的程序流程圖Fig.5 Program flow chart of data acquisition service

首先，數(shù)據(jù)采集服務(wù)會與監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，從數(shù)據(jù)庫中獲取用戶事先為應(yīng)急發(fā)電機(jī)設(shè)置的OPC UA 服務(wù)器的通信地址以及各個變量的節(jié)點地址。接下來，根據(jù)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的通信地址，數(shù)據(jù)采集服務(wù)會在基于TCP 協(xié)議嘗試尋找對應(yīng)的OPC UA 服務(wù)器并建立通信通道。當(dāng)連接成功后，數(shù)據(jù)采集服務(wù)會按照變量節(jié)點地址在OPC UA 服務(wù)器里讀取對應(yīng)節(jié)點的具體數(shù)據(jù)值。在獲取變量數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)采集服務(wù)會將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)庫要求進(jìn)行最后的處理，最終將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

當(dāng)OPC UA 服務(wù)器出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷時，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集服務(wù)無法建立連接。此時會提示連接失敗，而OPC UA 服務(wù)器會將未能成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)臨時保存在自身的存儲器中，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，主動補(bǔ)發(fā)數(shù)據(jù)至云端服務(wù)器。

4.2 數(shù)據(jù)查詢與監(jiān)測

應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)傳遞是以云端數(shù)據(jù)庫為中間節(jié)點分成兩個獨立運行的部分，如圖6 所示。數(shù)據(jù)采集服務(wù)會實時地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中，而MVC 部件只有在收到用戶請求后才會進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用和展示的工作。應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)將通過CanvasJS 圖表庫生成的曲線圖進(jìn)行展示，能夠以直觀的方式表達(dá)變量變化的趨勢。

圖6 數(shù)據(jù)傳遞過程Fig.6 Process of data transfer

當(dāng)用戶進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢時，MVC 部件會根據(jù)瀏覽器用戶要查詢的時間段調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以靜態(tài)的網(wǎng)頁將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。當(dāng)用戶使用實時數(shù)據(jù)監(jiān)測功能時，如果需要通過刷新整個頁面的方式觸發(fā)MVC 部件，會給用戶造成不好的使用體驗，所以需要利用JavaScript制作動態(tài)頁面。通過JavaScript 可以對數(shù)據(jù)監(jiān)測頁面中的曲線圖進(jìn)行更新，實現(xiàn)在不重新加載整個頁面的情況下獲取最新的實時數(shù)據(jù)，使得用戶獲得更好的瀏覽體驗。

4.3 遠(yuǎn)程控制

遠(yuǎn)程控制功能是MVC 部件中唯一能與OPC UA 服務(wù)器建立連接的功能。遠(yuǎn)程控制的程序流程如圖7 所示。在設(shè)備檔案管理模塊中為應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)設(shè)置變量時，用戶需要選擇應(yīng)急發(fā)電機(jī)的變量是否允許寫入，而這信息將在遠(yuǎn)程控制功能中有所體現(xiàn)。對于可寫入或控制的變量，應(yīng)用程序會在遠(yuǎn)程控制頁面生成相應(yīng)的操作按鈕，每個按鈕都對應(yīng)著一個可控的變量。用戶則可以通過操作按鈕實現(xiàn)對應(yīng)急發(fā)電機(jī)的遠(yuǎn)程操作，如啟動、停機(jī)等。

圖7 遠(yuǎn)程控制的程序流程圖Fig.7 Program flow chart of remote control

當(dāng)用戶點擊操作按鈕時，應(yīng)用程序會獲取當(dāng)前應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的OPC UA 地址，并與對應(yīng)的OPC UA 服務(wù)器建立連接。成功連接后，將用戶的操作寫入到相應(yīng)的應(yīng)急發(fā)電機(jī)變量中。例如，用戶點擊“啟動”按鈕后，會把OPC UA 服務(wù)器中的啟動變量的具體值從原來的“false”改寫成“true”，然后由應(yīng)急發(fā)電機(jī)的PLC 部件執(zhí)行該動作，啟動應(yīng)急發(fā)電機(jī)。

5 結(jié)論

本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)利用智能網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了與應(yīng)急發(fā)電機(jī)建立基于OPC UA 通訊協(xié)議的連接通道，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制核心功能，能夠減少對應(yīng)急燃油發(fā)電機(jī)的現(xiàn)場啟動測試與定期維護(hù)所耗費的人力物力，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。