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摘要：本文應用PLC工業現場總線 技術、Internet網絡傳輸技術和密鑰安全通訊技術，通過賽遠自動化的工業遠程安全通訊模塊SY-RSCM將(jiang)分(fen)布(bu)在(zai)全(quan)球(qiu)各(ge)地(di)的(de)港(gang)機(ji)和(he)港(gang)機(ji)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)技(ji)術(shu)總(zong)部(bu)，連(lian)接(jie)為(wei)統(tong)一(yi)的(de)全(quan)球(qiu)工(gong)業(ye)遠(yuan)程(cheng)保(bao)障(zhang)中(zhong)心(xin)網(wang)絡(luo)，實(shi)現(xian)了(le)港(gang)機(ji)的(de)設(she)備(bei)全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)的(de)管(guan)理(li)，包(bao)括(kuo)安(an)裝(zhuang)、預警、調試、維護、升級全過程的精確控製、智能診斷、shishijiankongheshengchandegaoxiaoguanli。benwentongguogangjidexingyezhuangkuang，gangjiyuanchengdexuqiufenxi，yuanchengxitongderuanjianheyingjiansheji，jieshaolesaiyuandegongyeyuanchengtongxunxitongshixiangangjideyuanchengkongzhidezhenggeguocheng。
關鍵詞：工業PLC遠程通訊 遠程診斷和維護 港機
Abstract：
This paper proposed the application of PLC industrial field bus technology, Internet technology and network communication and Encryption technology,Through Futurelooks 's industrial remote communication module SY-RSCM, Connected the around world port machinery and port machinery equipment manufacturer's technical headquarters to a unified global network of industrial remote support centers. Achieve the full life cycle management of port machinery equipment, including installation, warning, debug, maintainence, upgrade the whole process of precise control, intelligent diagnostics, real-time monitoring and production of efficient management. This paper analysis the branch information of port machinery, the machine remote requirements, the system design of remote system software and hardware, introduces Futurelooks 's industrial remote communications systems to achieve remote control of the machine process.
Keywords: Industrial PLC remote communication Remote diagnostics and maintenance Port machinery
1. 引言
過去五年，我國的港口集裝箱吞吐量年平均增長率為27.8%；沿海港口集裝箱泊位年平均增長率為18.7%；沿海港口的集裝箱泊位由2001年的86個提高到2006年的200個，增長了133%。尤其是2003-2004年我國的港口建設進入高峰期，沿海港口固定資產投資額增長率達到了85%和66%，國內需求對振華港機岸橋銷量的貢獻率在2003年、2004年達到了67%和55%。按照規劃，“十一五”期間我國長江三角洲在建和新增的集裝箱泊位為75個，珠江三角洲為54個，渤海灣為64個，共計193個，年均新增泊位38ge，shuliangrengchaoguoshiwuqijian，danshiyouyujishuzengda，zengchanglvjiangfanghuan。yinci，suiranweilaisannian，zhongguogangkoujixiexuqiuwangsheng，danzengchanglvjiangquyupingwen，duizhenhuagangjizongchanlianggongxianyejiangwendingzai40%左右，需求主要來自於中國港口建設需求、世界新興市場需求、成熟市場的新產品更新需求，因此預計未來三年公司的港口機械銷售規模仍有望保持在20-25億美元。
在1995至2005年間全球港口集裝箱吞吐量翻了三倍達到3.98億TEU，據產業研究機構OneStone Consulting Group估計，2006―2010年間全球港口集裝箱吞吐量將保持每年平均9.4%的複合增長達到6.25億TEU。全球約90%的de國guo際ji貿mao易yi涉she及ji海hai上shang運yun輸shu，海hai運yun中zhong的de集ji裝zhuang箱xiang化hua率lv已yi經jing超chao過guo三san分fen之zhi二er。世shi界jie經jing濟ji的de增zeng長chang及ji國guo際ji貿mao易yi集ji裝zhuang箱xiang化hua率lv的de提ti高gao拉la動dong了le全quan球qiu集ji裝zhuang箱xiang專zhuan用yong碼ma頭tou建jian設she，從cong來lai也ye拉la動dong了le世shi界jie港gang口kou機ji械xie需xu求qiu強qiang勁jin增zeng長chang。根gen據ju世shi界jie研yan究jiu機ji構gou“OneStone Consulting Group”的估計，在2006-2010年期間，遍布全球85個國家的港口運營當局將有超過260個項目將於港口投資建設，其中購置岸橋的支出更將達到92億美元，平均年需求在20億美元左右。
2. 港機設備的全生命周期的遠程需求
gangjizaiguoqushijinian，fazhandezuikuaideshizhongguodezhenhuagangji，zhenhuagangjishiquanshijiejizhuangxiangjixieshengchanguimozuidadeqiye，bingbeishijiegangkouyonghushiweizuiyoushili、最有競爭力、交貨最準時的集裝箱機械供應商。根據英國權威雜誌《World cargo news》的統計，自1998年起振華港機產品已連續8年占據全球集裝箱起重機訂單排名的第一位，2004年公司岸邊集裝箱起重機和龍門起重機的世界市場占有率分別為55%和50%；2005年國際市場份額分別為67%和50%；2006年國際市場份額分別為67%和50%。公司作為世界港口機械龍頭公司，引領著世界港口機械的發展潮流，全自動化、高效率和環保是未來世界港口建設及設備更新的趨勢，公司成功開
發40英尺集裝箱起重機、三40英尺集裝箱起重機、綠色場橋(RTG)並將GPS技術應用在在RTG上。公司擁有20艘運輸港口機械產品的專用船舶――這是它獨特的競爭優勢之所在。
對(dui)於(yu)港(gang)機(ji)需(xu)求(qiu)的(de)高(gao)速(su)增(zeng)長(chang)，各(ge)大(da)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)公(gong)司(si)紛(fen)紛(fen)提(ti)供(gong)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)產(chan)品(pin)，並(bing)提(ti)供(gong)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)港(gang)機(ji)係(xi)統(tong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，具(ju)有(you)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)和(he)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)產(chan)品(pin)的(de)公(gong)司(si)由(you)於(yu)集(ji)成(cheng)性(xing)高(gao)，獲(huo)得(de)了(le)港(gang)機(ji)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)青(qing)睞(lai)。隨(sui)著(zhe)合(he)作(zuo)的(de)不(bu)斷(duan)深(shen)入(ru)，產(chan)品(pin)供(gong)應(ying)商(shang)也(ye)專(zhuan)門(men)成(cheng)立(li)了(le)對(dui)應(ying)的(de)團(tuan)隊(dui)配(pei)合(he)港(gang)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)開(kai)發(fa)、調試和維護，如西門子、ABB、安川、艾默生等公司的港機整體解決方案團隊。
各大著名的國際控製係統廠家提供的產品和係統，由於製造和安裝、維護的過程中，調試周期較長，而且港機係統需要的是一個綜合性的電氣自控、傳動、IT軟(ruan)件(jian)多(duo)行(xing)業(ye)的(de)綜(zong)合(he)體(ti)，需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)團(tuan)隊(dui)進(jin)行(xing)綜(zong)合(he)調(tiao)試(shi)和(he)診(zhen)斷(duan)，帶(dai)來(lai)了(le)人(ren)力(li)資(zi)源(yuan)的(de)大(da)量(liang)缺(que)乏(fa)的(de)問(wen)題(ti)，而(er)遠(yuan)程(cheng)診(zhen)斷(duan)大(da)部(bu)分(fen)存(cun)在(zai)傳(chuan)統(tong)的(de)撥(bo)號(hao)方(fang)式(shi)，速(su)度(du)慢(man)或(huo)者(zhe)信(xin)息(xi)不(bu)安(an)全(quan)的(de)問(wen)題(ti)，對(dui)於(yu)遠(yuan)程(cheng)實(shi)現(xian)上(shang)述(shu)的(de)功(gong)能(neng)十(shi)分(fen)迫(po)切(qie)。
2.1 初期遠程安裝的需求
初期，港機設備到現場安裝，設備的調試由於上位機、PLC、變(bian)頻(pin)器(qi)等(deng)的(de)現(xian)場(chang)指(zhi)導(dao)施(shi)工(gong)均(jun)需(xu)要(yao)對(dui)應(ying)的(de)專(zhuan)業(ye)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)，而(er)且(qie)港(gang)機(ji)的(de)係(xi)統(tong)較(jiao)大(da)，設(she)備(bei)的(de)整(zheng)體(ti)安(an)裝(zhuang)周(zhou)期(qi)較(jiao)長(chang)，導(dao)致(zhi)調(tiao)試(shi)的(de)周(zhou)期(qi)很(hen)長(chang)，將(jiang)占(zhan)用(yong)大(da)量(liang)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)非(fei)調(tiao)試(shi)時(shi)間(jian)，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)商(shang)或(huo)者(zhe)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)資(zi)源(yuan)。
遠(yuan)程(cheng)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)現(xian)，將(jiang)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)前(qian)期(qi)的(de)時(shi)候(hou)，委(wei)派(pai)團(tuan)隊(dui)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)工(gong)程(cheng)師(shi)負(fu)責(ze)現(xian)場(chang)，而(er)其(qi)他(ta)工(gong)程(cheng)師(shi)通(tong)過(guo)遠(yuan)程(cheng)進(jin)行(xing)初(chu)期(qi)的(de)安(an)裝(zhuang)指(zhi)導(dao)和(he)初(chu)步(bu)調(tiao)試(shi)。
2.2 日常的遠程故障診斷和維護
控製係統包含了上位機、PLC、工程型變頻器，發生故障的時候，核心的不僅僅是中小型設備上的PLC，診斷需要綜合性的進行，包括上位機、PLC、gongchengxingbianpinqi，erzhexiexitongsuocaiyongdeshangweijigongjuruanjiandoushibutongde，daishanggongjudaolexianchang，keyijinxingzhenduan，danfashengguzhangshi，ruguoyaodengyuanfangdeweihugongchengshidaoxianchang，shijianyuejiu，jiangkenengdailaiwupinanquanherenshenanquanshigudekenengxingyueda，suoyijinxingyuanchengzhenduanheweihudexuqiuxingtebiejinpo。eryuanchengzhenduan，yidingyaohedaoxianchangdegongchengshisuonengzuodeyiyang，rushenrudaoPLC程序在線，變頻器參數顯示和控製，上位機的實時組態和診斷。
2.3 係統預警需求
tongguoduikongzhixitongshujushishicaijijinxingfenxichuli，panduanxitongyunxingqingkuang，jiluxitongshishishuju。dangxitonggenjucaijishujufenxipanduanshebeiguzhangshi，kongzhiqizidongyunxingbaohuchengxu，fachushengguangbaojingxinhaobingshengchengbaobiao，bingtongguoyuanchenganquantongxunxitongchuanshuzhiyuanfangzhongkongxitong。dangjishurenyuanpaichuxianchangshebeiguzhanghou，kongzhiqigenjucaozuorenyuancaozuoxinhao，zidonghuifuxitongyunxing。muqianxianjindekongzhixitongkeyigenjuxitongguzhangjibiehefenlei，jiangguzhangxinxifenleifasongdaogegebumen。
yujingdezhongdazuoyongzaiyuyuanchengzhongkongzhebiandebuduanwanshandezhinengfenxixitong，duixianchangdegangjishebeidezhongyaocanshujinxingcaijizhihou，keyitongguozhinengsuanfahejingyanjinxingfenxi，duixitongdeanquanyinhuandengjinxingyujing，jishixiufu，bimiananquanyinhuanchengweiyanzhongdeanquanshigu。
2.4 遠程升級的需求
shebeideshiyong，suizhejishudebuduanfazhanheyonghuxuqiudebianhua，shengjihuozhegaibianshibixude，yinweishebeitourudongzheyiqianwanjisuan，suoyishebeideshiyongshouminghezhouqidoushijiaochangde，ruguomouxiegongnengbunengmanzuyaoqiule，jiangxuyaojinxingshengjifuwu，yingjiandeshengjixuyaodaoxianchangjinxinggenghuan，suizhekongzhixitongdezhinenghuachengduyuelaiyuegao，ruanjianjinxinggongnengshengjiyeyijingchengweileyizhongchangjiandeshengjifangshi。
如何實現遠程的軟件升級，在運行保障中心即可實現遠程的連接，進行升級，節省大量的人力差旅成本，提出了遠程通訊的需求。
2.5 遠程診斷和維護，安全通訊的需求
shixianyuanchengtongxun，ruguoshifeifafangwen，yehuidailaiyixieanquanyinhuan，duiyuyuanchengtongxundexuqiu，xuyaodeshiyigeanquandetongxunxitong，yuanchengbiranhuijingguogonggongwangluo，zaigongwangshangchuanshudeshihou，ruhequebaogongyeshujudeanquanxing、完整性、解析準確性，是對於遠程係統的整體需求。
3. 遠程安全通訊係統硬件設計
遠程安全通訊係統，針對現場的設備，為了達到工程師在遠程運行保障中心即可實現到現場的程序實時在線診斷、實時觀察現場動作的需求，係統拓撲圖如下：
現場的港機設備，可以通過有線或者碼頭的WIFI覆蓋係統上到internet公網，也可以是單獨上3G網絡，通過無線上網的方式，連接到運行保障中心。
中大型的運行保障中心的配置舉例如下：
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序號 |
內容 |
型號 |
數量 |
|
1 |
遠程安全通訊模塊 |
SY-RSCM500 |
1 |
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2 |
工業電腦 |
IPC |
10 |
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3 |
服務器-冗餘 |
Server-R |
2 |
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4 |
投影儀、模擬顯示屏 |
Hitachi-HCP-2250X、SIMU |
2+2 |
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5 |
計算機房 |
200平米 |
1 |
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6 |
10M寬帶 |
電信光纖 |
1 |
|
7 |
3G移動通訊設備 |
SY-3G |
2 |
|
8 |
24小時值守工程師 |
Engineer |
10 |
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9 |
MES&ERP管理軟件 |
MES&ERP |
1 |
現場端如果是通過3G上網，連接的是具有Profinet的西門子的S7-400和Simotion的伺服，則需要配置如下：
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序號 |
內容 |
型號 |
數量 |
|
1 |
遠程安全通訊模塊 |
SY-RSCM300 |
1 |
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2 |
3G移動通訊設備 |
SY-3G |
1 |
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3 |
攝像頭 |
SY-CMR |
1 |
該配置，對於港機可以同時連接1000台進行實時在線診斷、預警、維護、升級等工作，最大化的節省每一次故障或者調試需要團隊去現場的大量成本，實現當下的信息化，真正實現物聯網的智能化、網絡化，實現數據存儲由遠端中央服務器執行的雲計算化，將傳統的工控和IT互聯網真正的工業化和信息化的融合。
4. 安全通訊係統軟件設計
在該安全通訊係統中，SY-RSCM的軟硬件設計，實現了工業協議進行解析、加密和路由、交換、防火牆等功能，通過公網傳輸的時候，賽遠的專用S-Link協議，是專用於傳輸工業數據的一個穩定、安全的私鑰協議。在運行保障中心，通過SY-RSCM進行核對和驗證，再進行準確的安全的解包，傳遞給目標對象。
在運行保障中心，對於現場的設備實現數據采集、控製，數據曆史存儲，曆史曲線等常規的組態軟件功能之外，還應該有一套製造執行係統MES，連接工業數據進行分析之後，要傳輸給製造商的企業資源管理係統ERP，進行數據對接，並未完成數據的係統分析，如預警等功能。該MES軟件通常由製造商提出具體需求，再進行具體的分析，進行定製化的服務。
通過該係統，實現的是針對港機設備的全生命周期的遠程管理：安裝、預警、調試、故障診斷、升級。
5. 賽遠遠程安全通訊係統顯著特點
賽遠的工業遠程安全通訊，完全是自主創新的通訊係統，不同於市麵上的MODEM撥號、GPRS等低速連接係統，不同於現場需要電腦進行遠程桌麵的方式，不同於固定IP查找對方的方式，具有如下顯著的特點：
ü 工程師實時分鍾級的響應，實時運行保障；
ü 全球internet覆蓋支持，支持ADSL，VDSL，3G等方式；
ü 支持各種工業以太網協議，如Profinet，Ethercat，Ethernet/IP，MODBUS TCP；
ü 現場視頻和工業數據一起傳輸；
ü PLC程序級控製，數據OPC采集；
ü 數據實時雙向傳輸；
ü 架設和配置簡單，高效；
ü 最新的賽遠專利安全通訊技術，數據安全和穩定；
ü 兩端均不需要固定IP，數據直接點對點連接，無需經過第三方服務器。
6. 結束語
基於PLC、上位機、變(bian)頻(pin)器(qi)等(deng)設(she)備(bei)組(zu)成(cheng)的(de)港(gang)機(ji)控(kong)製(zhi)和(he)傳(chuan)動(dong)工(gong)業(ye)網(wang)絡(luo)係(xi)統(tong)，很(hen)好(hao)的(de)滿(man)足(zu)了(le)港(gang)機(ji)的(de)整(zheng)體(ti)聯(lian)動(dong)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)需(xu)求(qiu)。通(tong)過(guo)賽(sai)遠(yuan)的(de)具(ju)有(you)最(zui)新(xin)專(zhuan)利(li)工(gong)業(ye)安(an)全(quan)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)的(de)工(gong)業(ye)遠(yuan)程(cheng)係(xi)統(tong)，在(zai)國(guo)內(nei)領(ling)先(xian)的(de)港(gang)機(ji)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)港(gang)機(ji)設(she)備(bei)裏(li)，實(shi)現(xian)了(le)港(gang)機(ji)的(de)遠(yuan)程(cheng)采(cai)集(ji)與(yu)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)功(gong)能(neng)，大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)安(an)裝(zhuang)、調試、維護、預警成本，並通過該係統建立了港機設備的全生命周期管理係統，在21世紀，從過去的製造產生利潤，轉型為設計和服務產生利潤，是一個信息化、智能化、網絡化、雲計算化帶來的巨大轉變，目前該係統隨著港機的配套，在國內外均運行效果良好。
參考文獻：
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