互联网技术在工业锅炉远程控制领域的运用

刘平元

（湖南汽车工程职业学院 湖南省株洲市 412001）

1 引言

改革开放40年，中国制造业经历了一段辉煌的时期。“Made in china”曾一度风靡世界。然而，随着行业产能过剩，竞争加剧以及原材料和劳动力成本的上升，过去那种靠低成本、低价格赢的市场的发展思路已经变得越来越不可持续。

中国制造业亟需转型升级。从企业的角度来说，中国制造业需要往制造业加服务业的方向转型升级。所谓产品即商品，商品即服务，服务即效益。从产品的角度来说，制造业产品未来的发展趋势概括起来无非就是六个字：智能、节能、服务。

中国政府提出“互联网+”战略，旨在推动数字技术与制造业结合，可以预计，数字化将成为中国产业升级和生产率提升的一个重要推动力。

技术的发展，产业的走向也正是如此。随着互联网技术的突飞猛进，为制造业的转型升级以及产品的智能化提供了有利的机遇，典型的如智能家居便是互联网技术在家电行业应用的结果。例如现在的一些智能家电如扫地机、电视机、空调、取暖器以及智能窗帘等等，都是通过互联网+远程控制，实现了智能化、节能化，让人们安心离家，温馨回家，实现低碳生活。

特别是现在的大数据技术，将人们带入个性化、定制化、智能化更强的信息传播时代。通过人工智能分析和过滤机制对海量数据进行深度分析、完成信息内容与用户精准匹配，让互联网平台更懂用户了，让企业也更清楚用户用户的需求，制造出让用户更满意的个性化产品。

如果将互联网技术与工业锅炉控制技术相融合，打造大数据设备管理平台，既可以使锅炉在控制和维护方面实现智能化，又可以为企业由制造业往服务业转型奠定坚实的硬件基础，实现“中国制造2025”。

遗憾的是，在工业锅炉这个传统的行业，互联网技术的使用尚属于刚刚起步的阶段。其中原因主要有两点：一是互联网技术同工业锅炉控制技术如何对接有很多需要攻关的地方。二是要完成这一系统工程，投资巨大，很多企业无力承担。然而，可以肯定的是，互联网与制造业的融合必定是未来制造业发展的大趋势。具体到工业锅炉这个领域，我们可以说，虽然前期的人力、物力投入巨大，但是谁最先迈出这一步，谁最先完成这一系统工程，谁就能在未来的竞争中取得优势，就能尝到互联网技术带来的甜头。

图1：网络拓扑图

图2：锅炉工况运行画面

2 互联网技术与工业锅炉控制技术

本篇介绍的是某公司设计的将互联网技术与工业锅炉控制技术相结合，实现远在千里之遥的锅炉制造公司总部便可以实时监控客户现场锅炉的运行情况以及指导现场人员进行故障维修的实际案例，真正实现决策于千里之外，控制设备于股掌之间。

2.1 技术方案

在工业现场，锅炉的所有运行数据通过传感器分别接入锅炉对应的工业控制器。工业控制器通过以太网同远程通讯发送模块连接，将锅炉运行数据上传Internet 网。同时现场安装网络摄像头，通过以太网同远程通讯发送模块连接，将现场视频图像上传Internet 网。被上传到Internet 网的数据和视频通过远程通讯接收模块接收，并将数据和视频送入服务器通过投影仪投射到公司总部的大屏幕上面。服务器自动记录每台锅炉的运行数据和故障报警方便以后随时查询。24 小时值守工程师在数据中心随时监视锅炉的运行情况，处理客户热线电话。同时，总部服务器可通过Internet 网将锅炉的数据图像发送到工程技术人员的手机和电脑等终端设备上面，即在全国各地任何一个可以上网的地方，工程技术人员通过手机或电脑，凭借公司设定的帐号和密码便可以看到现场锅炉的运行参数和现场视频。

图3：锅炉运行指示画面

2.2 项目网络拓扑结构

如图1所示。

2.3 硬件和软件配置

2.3.1 工业锅炉现场所需硬件配置

工业控制器采用西门子S7-200 型号CPU224XP CN，配以太网通讯模块CP243-1，数量一个。网络摄像头采用海康威视产品，型号DS-2CD832F，数量一个。远程通讯发送模块采用深圳赛远科技公司产品，型号SY-RSCM302，数量一个。

2.3.2 公司数据中心所需硬件配置

100 平米计算机房。10M 宽带，电信ADSL 一条。远程通讯接收模块采用深圳赛远科技公司产品，型号SY-RSCM302，数量一个。联想笔记本G50-70MA 一台。华硕TS700-X7 双塔式服务器一台。日立Hitachi-HCP-2250X 投影仪一台。

数据中心软件配置：

正版Windows XP 软件两套，北京易控INSPEC 组态软件一套。

数据中心远程监控工业锅炉现场如图2 和图3所示。

2.4 远程控制安全风险分析及应对措施

对于锅炉这一特种设备，安全风险是必须考虑和防范的重点。我们在工作的过程中，总结安全风险主要集中在以下几点：

（1）服务器被不法分子（黑客）攻击。这就需要运用多种网络安全技术提前做好防患。

（2）客户端设备供电电源消失风险。当失去供电电源后，其监控系统、通讯系统均将与企业控制中心失去联系。所以我们要求外来供电电源至少有2 回，部分集控中心有3 回。其电池容量后备时间按照不低于8 小时的要求进行配置。

（3）远程操作风险。集控中心还负责对客户设备进行操作指导或远程控制，集控值班人员的工作环境离生产现场较远，不能直接面对设备，只需要通过鼠标和键盘就能实现相关操作。在这样长时间的工作环境中，会造成他们逐渐淡化安全意识，极易导致他们出现失误性操作。另外，集控中心的运行值班工作时24 小时制，无法将值班人员全部聚集起来进行集中安全教育学习，更加淡化了他们对安全意识的重视性，从而加大了他们对远程操作失误的风险几率。解决方案，建立健全安全生产制度，落实安全问责制，加强安全培训，强化安全意识。

（4）设备运行中的监控风险。集控工作人员主要是通过锅炉运用现场的数据传感器和视频设备传输数据和视频来监控锅炉的运行状态，并在发生问题时进行远程检测、控制、指导，从而避免故障和事故的发生。但此监视工作又是最容易出现错误的工作。这是由于监视过程中可能会出现视野盲区，从而无法全面监视到全部运行过程，再加上监控系统画面分辨较低，简报信息和语音报警信息不完善，也有可能增加运行监视的风险。解决方案：一是确保监控设备质量，二是优化系统算法，减少误报、漏报机率。

3 结论

锅炉属于特种设备，需要专业的工程师才能检修。对于一些特殊使用用户企业如西藏用户，地处高原地带，空气稀薄，一般人到了哪里会因为缺氧而变得极不适应，给检修带来麻烦。通过远程监控系统之后，公司不需要再派专业的工程师出差去检修。在公司总部就可以看到现场锅炉的运行情况，指导西藏当地用户方一名普通的不需要专业知识的工程师即可以将故障排除，为公司节省成本，也省去很多麻烦。通过基于互联网的远程控制技术的运用，不仅体现了智能化制造，同时也实现了节能化服务。随着5G 技术的发展，互联网技术+智能制造将会与越来越多的行业紧密结合在一起。