中小企业远程监控系统信息采集平台构建

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1、0引言在日益激烈的全球化市场竞争中，国内中小型制造企业成为国民经济活动中最有活力和发展前景的，目前中小企业创造的最终产品和服务的价值占全国GDP比重50%以上；中小企业提供的产品、技术和服务出口约占全国出口总值的60%；中小企业上交的税收占全国全部税收收入的43%；中小企业提供了75%的城镇就业机会。以至于在2002年6月第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过了中小企业促进法。同时，在激烈的市场竞争中中小企业更易于面向细分市场形成有效的供应链体系，并趋向分布于不同地域，随之需要使用管理手段和工艺信息技术来

2、协调不同地域的企业以保证细分市场的产品进度和质量一致性，联盟企业间需要面向不同体系结构、不同地域空间的可控信息共享，并对各类生产系统实现有效的远程监控，以便提高整个供应链体系联盟企业的生产竞争能力。建立联盟企业间的远程监控系统可以提升供应链上各企业的信息化程度，从而提升生产效率，降低废品率，简化生产线及设备的维护保养。而系统中的监控行为都是基于局域网或Internet的信息交换得以实现的。远程监控系统的信息平台成为远程监控系统中极为重要的环节。对于需要采集的生产过程中设备等的监控信息是对生产过程中相关设备出现的各种信

3、息进行获取、传输、处理、分析和应用，包括对制造过程中设备出现的各种物理量(如：声、光、电、热、力、力矩和振动功率等)数据在通过传感器接收后进行传输和处理，并对分析处理的结果进行设备和产品质量进行检测、预报和诊断。1基于Web的远程监控系统远程监控系统的建立本身就是提高企业信息化管理水平的过程，中小企业基于Web的远程协同监控系统平台可以面向离散/连续混合生产过程，是相关应用功能有效实现的基础和保障。远程监控系统平台的构建需要满足制造的分散化、集团化、客户和供应商的国际化等发展趋势的需求，配合Internet网络化技术

4、的持续变化和发展，实现跨平台的异构协同工作体系，而其最基础的工作就是对设备、生产线现场等数据的采集，并保证采集到的数据可以在网络上安全、高效、稳定地传输，并防止信息的丢码、误码和错码，图1所示为搭建于清华大学可视化生产管理研究室中的基于Web的远程监控系统测试平台体系结构。图1基于Web的远程监控系统测试平台体系结构而在生产现场中，许多生产线、设备等包括各种信息的通信标准，如工业以太网IEEE802.3，232/442/485串口通信协议、公共电话网载波ITU-TV.23协议、无线通信IEEE802.11b及蓝牙技术

5、标准、电力线载波协议等，涉及到目前常用的现场总线控制(FBC)、可编程控制器(PLC)、集散控制系统(DCS)、基于PC控制器、CNC等控制系统等，以及视频、声频、距离、温度、湿度等传感器信息，但由于相互间标准不同，难以有效实时集成，如当前现场总线标准仅国际标准就有12个，加之欧洲标准、企业标准共60余种，相互间不能互操作，而通过网关通信和OPC协议互操作却不具备实时性。本文研究工作将主要解决上述问题。2网络环境中的信息采集设备当前的中小企业基本上均己建立了可能不同结构不同层次的局域网络与广域网络环境。基于网络的远程

6、监控系统中需要解决如何将制造现场的各种设备以何种方式接入企业局域网或广域网，并确定以何种方式实现与中央服务器的通信。按照监控网络化目标需求，可以将监控始端设备及生产线按大类划分三个方面。2.1基于Internet/Intranet的设备由于网络技术的广泛应用，近年来所应用的设备许多是基于Internet/Intranet而开发设计的设备，指具有独立IP地址的设备。基于Internet/Intranet的设备均已IP化，可以直接实现网络接入互联，监控中央服务器只需通过访问设备对应的IP地址即可进行双向的数据交换。2.2

7、基于PC的设备而在计算机普及和推广的年代里，许多设备也被开发和设计成基于PC的设备，指设备具有独立的通信接口如RS-232-C、RS442、RS485等串行接口或其他串/并行接口，可以直接与PC机相联进行通信。可以通过给基于PC的设备配备相应的上位机，使得基于PC的设备可以直接通过其通信接口与现场局域网内的某台PC机互连，再通过PC机与中央服务器建立通信，实现网络互连。2.3无法实现直接联网的设备然而由于中小企业的资源能力不同，其应用设备的设计和生产时代不同，也有许多企业仍然使用着无法实现直接联网的设备，指不具备(2

8、.1)、(2.2)条件的其他设备。对于无法实现直接联网功能的设备，可以通过设计单片机采集模块接口电路，构成设备的数据采集接口和通信接口，有单片机模块通过RS-232-C或RS-485串行接口与上位机(PC机或串口设备联网服务器)连接，实现联网。通过信息采集及控制平台，中央服务器可以对现场生产信息、设备和设备的环境图像等信息进行有效的集成，在In