远程自动化系统技术方案

本发明专利技术为一种远程自动化系统，系统原理见附图。它的远程传输通道和现场传输通道采用“因特网＋工业现场通讯总线”的方式实现，远程传输通过因特网，系统设备用动态ＩＰ地址上网也能实现工业级远程传输与控制，工业现场通讯总线采用了串口总线及现场总线控制传输技术，技术成熟、可靠。主站计算机Ａ在有固定ＩＰ地址的中转计算机Ａ１的协助下，通过因特网连接现场工业级控制设备Ｂ，在它的桥接通讯作用下，实现直接对终端设备Ｃ进行远程自动化控制和数据通讯。本系统的特点是技术先进成熟、可靠性高、投资省、维护成本低，可应用于远程自动化设备控制、远程自动化智能家居控制、远程自动化数据采集、远程自动化抄表等。

Remote automation system

The invention relates to a remote automatic system, and the principle of the system is illustrated with drawings. The remote transmission channel and the transmission channel using the \Internet + industrial fieldbus\ method, remote transmission through the Internet, the Internet is also a dynamic IP address to achieve industrial remote transmission and control system equipment, industrial fieldbus using transmission technology of serial bus and field bus control technology, mature and reliable. The master computer A relay in computer A1 has a fixed IP address to connect field, industrial control equipment B through the Internet, in which communication bridge, direct to the terminal equipment C automation remote control and data communication. The characteristic of this system is advanced and mature technology, high reliability, saving investment, low maintenance cost, can be used in remote automation equipment control, remote automatic control, intelligent Home Furnishing remote automatic data acquisition, remote automatic meter reading.

【技术实现步骤摘要】

随着计算机技术和通讯技术的快速发展，远程自动化是信息时代的必然产 物。但是在目前现在的各种远程自动化系统都，'系统复杂、投资大、维护成本 高等特点，影响了发展。所以，我们需要一种技术成熟、可靠性高、投资省、 维护成本低的远程自动化系统，主要用于远程自;动化控制与远程自动化数据传 输。
技术介绍
远程自动化系统的信息传输主要由远程传输通道和现场传输通道组成。在现场传输通讯技术方面现有成熟的技术方案，主要有串u RS232/422/485总线与现场总线FF (FieldBus)两类，成熟的现场总线技术i:要 有CAN、 FoudationFieldbus、 LONWORK、 PROFIBUS等。现场通讯总线技术虽然在工业级控制中应用广泛，但它们传输距离都不足 太远， 一般应用在数百米内近距离的现场控制系统中，在更远的距离上，系统 可靠性下降，而且工程投资成本和维护成本都^以接受，所以只有与远程传输 通道连接，如因特网。在远程传输方面，因特网技术成熟，应用广泛，2006年1月我国的上网用 户达l.ll亿，其中宽带网用户就达6430万。但是对于现场通讯设备和总线通过 因特网来实现的远程自动化系统来说，有两个问题需要解决1、现在上网的绝 大多数是动态IP地址，每次开机联网后得到的IP地址都不确定，给联网通讯通 讯造成困难；2、在远控现场，终端一般需要一f 电脑24小时开机来实现勺W 特网联网，在实际应用中有困难，尤其是在一些无机房、无人值守的远控现场。
技术实现思路
本人经过研究，采用了主站计算机、现场二业级控制设备，信息通讯通道采用"因特网+现场通讯总线"方式，成功解决了上述的难题，开发了一种远程 卩1动化系统。附图说明基本原理见附图(远程自动化系统原理图。 具体实施例方式本人专利技术的远程自动化系统，由主站计算机A、中转计算机A1、现场匸业级控制设备B、终端设备C及远程传输通道D和现场传输通道E组成，远程传输通道D和现场传输通道E采用"因特网+工业现场通讯总线"的方式实现，；一、系统及设备的说明-1、 主站计算机A是，作为系统的上位机。它连接因特网Internet ;在主 站计算机A运行的控制软件，满足实际应用的设置、控制和数据处理要求-，2、 中转计算机A1以固定IP地址、长期稳定地连接上因特网Internet,在 中转计算机Al上运行中转软件；3、 现场工业级控制设备B是现在市场上现有的嵌入式网络设备，为现场 总线终端或串口服务器，作为系统的下位机。它向上有以太网EtherNet接[l， ^因特网Internet连接，向下有工业现场通讯总线接口 ，比如RS485总线或CAN 总线接口等。它的内部功能由本人设计与改进后，可以实现以下功能(1)内 部设置有自己唯一ID号，ID号为11位ASCII码(llbytes)，作为它的身份标 W; (2)它能自动向中转计算机A1连接，并向屮转计算机A1发送注册向d的 阇有ID号与地址；(3)它能按设计方案的要求，完成指令、数据的处理，比如 数据加密、数据转换、数据接收和发送；4、 终端设备C:是带有通讯接口、可通过总线进行控制和数据传输的各种 设备，如数控设备、智能家居设备、带通讯口的电表、水表、气表等；5、 远程传输通道D:指因特网Internet及.至接上因特网Internet所需的通 用设备；6、 工业现场通讯总线指串口 RS232/422/485总线或现场总线CAN、 FoudationFiddbus、 LONWORK、 PROFIBUS;系统的工作过程是主站计算机A(上位机)在中转计算机Al的支持下，可以分别与多个现场工业级控制设备B (下位机)通过远程传输通道D即因特 网Internet连接，现场工业级控制设备B通过工业现场通讯总线与终端设备C 连接，以上所有设备组成一个完整的远程自动化系统，实现主站计算机A对终 端设备C的远程自动化控制和数据传输。具体实现过程如下首先，主站计算机A(上位机)和现场工业级控制设备B (下位机)都已经 分别连上因特网，各种上网方式均可，但是推荐使用宽带上网。在远控现场， 由于没有电脑，现场工业级控制设备B可经MODEM或路由交换机拨号.1:网， 也可以由现场工业级控制设备B拨号，通过宽带Modem上网。如果现场工业级 控制设备B是通过局域网连接因特网，则应在网关处为现场工业级控制设备B 的内部IP地址作相应的端口映射指向。然后，现场工业级控制设备B自动向固定IP地址的中转计算机A1发起连 接，并发送注册ID等信息，并定期向相应的服务器进行注册，时间间隔X秒Bj 预先设定，范围为1-600秒之间，连接方式为TCP或UDP方式，默认方式为 TCP方式。中转计算机Al上面运行本人设计的软件，接到现场工业级控制设备B发 过来的连接请求与注册信息后，可以自动记录、保存相应的信息。主站计算机A运行了满足实际应用的设置、控制和数据处理要求的控制软 件，它首先连接中转计算机Al，获得现场工业级控制设备B的ID号和IP地址， 然后再直接与现场工业级控制设备B连接，实現,远程控制与数据传输。在系统中，现场工业级控制设备B作为下位机，向下通过控制总线与终端 设备C连接，它在系统中作为桥接设备，为主站计算机A与终端设备C进行桥 接。它对来往的信息、命令、数据有两种处理方式， 一种是透明传输，另一种 是作简单的处理后再传输。通过现场工业级控制设备B的桥接，实现了主站计 算机A对终端设备C进行直接的远程控制与数据传输、数据釆集等操作。至此，本远程自动化系统建立完成。在本方案中，中转计算机Al —般情况下不直接参与远程控制，它的任务 仅仅是协助建立连接， 一台固定IP的中转计算机Al就可以协助建立成千上万 个远程自动化系统。在实验过程中，遇到一个问题某日，固定IP地址的中转计算机A1发生故障，造成主站计算机A无法获得现场工业级控制设备B的ID号和IP地址， 于是无法建立连接，系统无法正常运行。我们吸取教训，设置安装了多个不同 1P地址的中转计算机Al、 A2、 A3……，现场:t业级控制设备B分别向它们建 立连接并注册信息，互为备用，确保了系统可葛;性。此后，本系统再也没有发 生类似的故障。在实验过程中，遇到一种情况，现场工业级控制设备B是通过局域网连接 因特网，由于局域网的网关设置、防火墙等限制，造成主站计算机A与现场工 业级控制设备B不能直接通讯。为了解决这个IH题，于是将主站计算机A的软 件功能作了增加和调整，也对现场工业级控制设备B的内部功能作了修改，主 站计算机A和场工业级控制设备B的信息数据ft输均通过固定IP的中转计算机 Al进行中转，即采用"服务器中转"的模式解汰了这一问题。但是，这种"服 务器中转"模式仅作为应急备用方案，而正常情况下都是主站计算机A与现场 工业级控制设备B直接通讯。关于现场工业级控制设备B的具体选用方案，在最开始的实验中，现场工 业级控制设备B采用了以太网转串口 RS232的串口服务器，现场通讯方式采用 RS232总线。后来为了增大传输距离，增加了 RS485总线方式，RS485总线的 通讯距离标准是1200米，但在我们的实验中，P、S485总线连接3.6公里的多个 电表，其数据也能100%抄表成功。RS485本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程自动化系统，由主站计算机Ａ、中转计算机Ａ１、现场工业级控制设备Ｂ、终端设备Ｃ及远程传输通道Ｄ和现场传输通道Ｅ组成，远程传输通道Ｄ和现场传输通道Ｅ采用“因特网＋工业现场通讯总线”的方式实现，主站计算机Ａ和现场工业级控制设备Ｂ均与因特网连接，中转计算机Ａ１通过固定ＩＰ地址连接因特网，其特征是，所述主站计算机Ａ作为系统的上位机，它运行了满足实际应用的设置、控制和数据处理要求的主站控制软件，在中转计算机Ａ１的协助下，通过因特网连接现场工业级控制设备Ｂ； 所述现场工业级控制设备Ｂ作为系统的下位机，通过工业现场通讯总线连接终端设备Ｃ；所述主站计算机Ａ，通过现场工业级控制设备Ｂ的桥接通讯作用，实现直接对终端设备Ｃ进行远程自动化控制和数据传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江望，
申请(专利权)人：江望，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]