一种智能物流装备远程维护与诊断平台的设计

万峰华，韩绍军，王延博，余 凯，陈 斌

（江苏六维物流智能装备股份有限公司，江苏 南京 210019）

1 引言

目前国内智能物流仓储行业发展迅速，物流仓储行业规模大且增长率高，但针对智能物流装备的维护与诊断仍停留在传统解决模式，即在设备出现问题后，再被动的派人去现场处理。造成以下问题：（1）运营成本增加。低效重复出差带来人力成本的增长和资源的浪费，致使运营成本增加；（2）效率低。不能及时解决客户遇到的问题，总是出现问题才解决，响应迟钝；（3）不可追溯。设备数据无法采集，问题无法追溯，致使设备改进进程缓慢低效。

本文为解决这些问题，将远程控制运用于自动化物流仓储设备，随时监控设备，并将设备运行状态上传到数据库，一旦接获异常警讯，便可随即根据该设备的履历记录，辅以历史状态的回溯，迅速诊断出问题的根源，利用远程设备通过以太网尽快排除故障，恢复生产。

本方案采用Secomea通信方案的EasyTunel技术，可完全避免IP/子网冲突，提供多种接口，除了通过以太网使自建服务器与现场设备连接外，还可以利用最新无线网络4G LTE信号使自建服务器与现场设备连接，达到随时随地监控和数据采集的目的。另外，通过自建服务器，直接对接企业级数据库应用，确保数据的私密性和信息安全性。

2 智能物流装备系统简介

智能物流装备系统是一种高度集成的自动化系统，作业现场通常由多台PLC控制器控制设备运行，计算机软件系统参与调度管理，现场总线以及无线通信系统连接设备保障多台设备联机数据交换如图1所示。系统的运行会产生大量的出入库数据以及设备运行数据，这些数据存储于计算机数据库当中，为后期的系统维护和升级提供分析参考。

3 远程维护与诊断系统设计方案

远程维护与诊断系统设计方案如图2所示，主要由GateManager服务器、SiteManager工业网关和LinkManager PC客户端三个部分组成，通过互联网或者4G LTE无线网络，实现多对多的远程通讯与控制。为保证远程控制时的人员安全，杜绝出现意外情况，在工程师进行远程操作的过程中，在现场显示屏打出文字提示，且警示灯亮起，提醒现场人员远离。

图2 远程维护与诊断系统方案

3.1 远程编程与移动监控

自建GateManager服务器用于管理账户的创建、删除、禁止，以及管理现场SiteManager设备、用户授权等；管理单个用户/设备的访问权限；批量设置SiteManager；使用USB或FTP方式对远程访问系统数据备份；设置事件报警；记录与追溯设备与人员访问日志；可灵活私有化部署在企业内部、云服务器提供商；支持1 000 000个SiteManager同时在线。在各个站点分别安装SiteManager网关联网连接到GateManager服务器，PC客户端/移动端通过互联网连接到服务器，SiteManager工业远程网关配备RJ45、RS232、USB三种物理接口，与PLC/HMI/PC/IP CAMERA等现场设备物理连接并通过互联网连接到服务器。服务器把PC客户端/移动端和远程网关的网络做桥接，PC客户端就能像本地一样访问设备，实现对PLC编程、上下载程序等功能，且无需固定IP，使用简单方便维护成本低。远程控制如图3所示。

图3 远程控制

在信息安全性方面，网关硬件具备双网口物理隔离，确保生产系统安全。PC端登陆环节采用双因素权鉴，X.509证书+密码的方式登陆，X.509证书是一个2-3KB大小的文件。远程通信服务器的管理员创建不同类型账户，通过邮件的方式自动将账户信息发送给对应的用户，邮件附件含有X.509证书、密码及登陆方法。通过X.509证书以及密码，登录远程通信服务器、远程访问客户端。另外，还可以增加短信验证的方式，组成三因素登陆权鉴，来确保安全强度更高的登陆方式。访问权限可精准到单台设备，被授权的用户仅可访问到需要访问的设备，局域网内网其它非授权的设备无法访问，且完整记录访问过程中留下的痕迹，永久保存事件记录，便于追溯。

3.2 远程数据采集功能

智能物流装备运行期间会产生大量现场数据，将数据留存下来对处理问题和设备优化具有巨大意义。将服务器搭建在企业内部，服务器搭建在云平台上，需要把数据采集到本地时，本地做数据采集端需要多放置一台远程模块在上位机旁边并与上位机连接，上位机处的远程模块和设备端的远程模块通过互联网连接到云服务器，通过云服务器桥接处理后，两端远程模块和服务器就搭建一条远程采集数据的链路，把远端的PLC设备连接到上位机进行数据采集。将处在各个异地的设备数据集中采集到单个或多个数据中心，即使各个现场的系统采用的是同一套IP地址，GateManager服务器能够高效地管理千万级的冲突地址数量，将通信链路快速建立起来。工程师通过记录数据了解现场设备运行状况，并能分析可能存在的问题。数据采集如图4所示。

图4 数据采集

3.3 PC端远程操作

工程师或者管理人员通过LinkManager客户端，对远程设备进行操作或者维护。通过管理员分配的账户登录成功后，可以选择访问单个设备，也可以访问整个网关下的所有已经建立通道的设备。当点击访问设备后，工程师就可以完成远程访问的功能，且能够直接对PLC进行程序下载和编程。

4 结论

本文设计的远程控制方案，可对现有本地设备的维护方式进行升级改造，提高了智能物流装备的远程维护与问题诊断的能力，有效降低出差人员费用且有助于提高工作效率；实施数据采集将设备运行的程序数据做统计分析，掌握设备每个部位的运行状态，提高设备的在线率。远程编程、移动监控、数据采集等功能实现，提升了企业信息化水平，日常设备问题得到了有效快速解决，帮助企业更好的建立竞争优势。