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    摘要：本文從工業控制的角度出發，結合最新的無線通訊技術和Internet技術，介紹了一種以ARM處理器為核心制造的智能通訊盒子在遠程遠程聯網控制、數據采集中的應用。

一、概述

    隨著我國工業化進程的加快，大量自動化設備的使用在提高生產率和降低工人的勞動強度方面發揮了重要作用，使得這些自動化設備成為生產中的關鍵設備。這些設備一旦出現問題，就會嚴重影響后面的工序，這使得設備的保養和維護就變得越來越重要。但是對于大部分使用者來說，維護自動化設備需要掌握的知識過于復雜，完全掌握不同的設備的所有的性能和原來是不現實的。現實的情況又要求設備在出問題的情況下要盡快修好，盡快恢復正常生產。在設備使用者無法快速排除故障的時候就會要求設備廠家進行維修，這樣的后果使得設備廠家的售后服務變得很緊張，迫切需要能夠對設備進行遠程監控，實現遠程診斷，快速的解決使用者的問題，提高服務效率。

二、遠程監控的實現方式

    1、在設備上加裝工業攝像頭，監控設備的現場工作狀態，然后將這些攝像頭聯網，通過Internet連接到設備廠家的控制端，這樣廠家就可以監控設備的狀態進行遠程的診斷。這種方式是最原始的方式，它需要專用的設備，架設專用的通訊線路，并且需要租用電信運營商的寬帶連接到設備廠家，費事費力，且由于攝像頭的視角問題，無法觀察到設備的全貌，在分析問題的時候就無法做出準確的判斷。這種方式僅僅存在種種弊端，無法解決用戶的難題，很快就退出了歷史舞臺。這個是遠程監控的開端。

    2、采用帶有以太網模塊的控制器，通過分配給設備獨立的公網IP地址通過Internet進行上網，實現遠程監控。這同樣需要架設通訊線路，同時還要向網絡服務運營商申請的靜態公網IP地址（獨立的靜態IP地址是昂貴的資源，申請和維護很麻煩，并且費用不低），這就使得這種方式只能適用于關鍵設備，無法大規模的普及。在這種情況下，針對某一區域內各種設備比較集中的情況，這種模式可以變通為：租用電信運營商的網絡，通過VPN技術組成一個大型的局域網，為每臺設備分配一個局域網IP地址，實現集中的監控。有些城市中的恒壓供水設備和集中供暖的換熱站初期就是采用這種方式，實現設備的無人值守和自動報警。

    3、隨著4G網絡的大力發展，無線網絡的連接速度和穩定性相對于3G/2G都有了質的飛躍，使得各種設備通過4G網絡聯網成為可能；ARM芯片隨著智能手機的更新換代迅速發展，其性能足以支撐聯網設備的正常運行。所以很快就就有廠商根據市場的需求，生產了一種基于4G網絡的聯網利器——智能盒子+云平臺，采用客戶機/服務器的方式，僅需要1張4G的手機卡就可以輕松的把要聯網的設備連接到Internet上，省卻了架設線路、租用網絡申請公網固定IP地址的麻煩，使用非常方便。下文以繁易公司的產品Fbox為例說明。

三、Fbox的特點和使用

    Fbox是是工業設備互聯網平臺（InternetofMachinesSystem，縮寫為IMS）中的一種工業互聯網智能傳輸終端設備，為工業設備提供了一種互聯網解決方案，結合強大的云平臺，它可以實現以下功能：

1.將大量的工業設備連接到一個遠程網絡中，無需考慮網絡布設

2.設備歷史數據查詢

3.獲取和設置設備的遠程數據

4.設備的售后信息維護管理

5.試試報警信息的推送和查詢

6.PLC程序的遠程下載和監控（VPN透傳）

7.遠程停機

8.接口開放，支持OPC接口，用戶可自行組態；同時開放HTTP接口和SDK接口，用戶可自行編程

9.支持windows平臺和安卓手機平臺

四、Windows環境下Fbox客戶端的使用方法

    啟動客戶端，注冊賬號，然后通過Fbox上的SN和password添加設備。

（1）管理盒子

    添加/刪除盒子用注冊的賬號登錄客戶端后，就可以添加需要的盒子，輸入盒子的ID和對應的密碼即可添加到客戶端。也可以刪除自己添加的盒子或他人分享給自己的盒子。分享、收藏盒子自己添加的盒子可以分享給其他賬號的所有人。這樣被分享的人使用自己的賬號登錄后，就可以查看到分享過來的盒子的信息。也可以收藏盒子，被收藏的盒子，可以在收藏頁查看到等等。

（2）數據監控

    對于添加的盒子，使用客戶端可以監視/修改盒子所連接控制器的所有數據。如果盒子屬于該賬號，還可以對所要監視/修改所連接的控制器的條目進行增加或者刪除。被分享的盒子所監視的條目無法增加或者刪除。

（4）報警功能

    可以預先登記報警條件和內容，當報警發生時，客戶端上可以看到報警發生的內容和時間，也可以通過微信公眾號綁定帳號實現報警推送，還可以指定手機號，當報警發生時，該指定號碼的手機會收到報警信息。

（5）遠程下載所連接控制器程序

    通過此客戶端，可以下載盒子所連接PLC的程序。下載方式主要有兩種，一種是“錄播下載（虛擬串行通訊口）”，一種是“透傳下載（VPN）”。

（6）歷史數據

    實現設置和查看歷史數據、顯示趨勢圖、對歷史數據進行統計分析等功能。

五、示例

    以施耐德TM241為例演示遠程控制和遠程停機功能。TM141帶有以太網口，設置其地址為85.16.1.12，子網掩碼為255.0.0.0；Fbox的LANIP設置為85.16.1.253，選擇“使用4G遠程連接”。具體的遠程停機設置如下：

圖1

遠程控制設置如下：

圖2

TM241的控制代碼為：

PLC_START_DELAY(IN:=SM400,PT:=T#55S,Q=>,ET=>);

CONNECT_DELAY(IN:=YX<>PRODUCT_MOUNT,PT:=T#120S,Q=>,ET=>);

WORKING_R(CLK:=WORKING,Q=>);

IFWORKING_R.QTHEN

IFPRODUCT_MOUNT<65535THEN

PRODUCT_MOUNT:=PRODUCT_MOUNT+1;

END_IF

END_IF

RELEASE_LIMIT:=REMOTE_COMMAND=1;

IFPLC_START_DELAY.QTHEN

ALLOW_TEST_RUN:=REMOTE_COMMAND=0ANDPRODUCT_MOUNT<65530ANDNOTCONNECT_DELAY.Q;

END_IF

ALLOW_AUTO_START:=RELEASE_LIMITORALLOW_TEST_RUN;

    通過以上代碼可以看出，設置REMOTE_COMMAND=1即可讓設備停機，盒子被拆除或者掉線超過1分鐘，設備也可以停機。

六、結束語

    通過以上的示例可以看出，Fbox作為一種比較成熟的工業設備聯網方案，使用簡單，功能強大，可以方便地實現現場設備的遠程互聯、遠程下載和遠程維護，是一種很有前景的。