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  • 【技术应用】基于云平台的智能设备远程运维

            导语:本文提出了一种智能设备远程运维服务平台,该平台采用SCADA系统和混合架构的模式将资源数据化,达到自动高效的运维目的。并结合实例阐述了先进的运维服务平台在企业中的应用及其所产生的经济效益和社会效益。

     

            摘要: 随着网络技术的迅速发展,传统的运维模式已经不能满足需求,设备运维开始向云平台迁移。在此基础上,本文提出了一种智能设备远程运维服务平台,该平台采用SCADA系统和混合架构的模式将资源数据化,达到自动高效的运维目的。并结合实例阐述了先进的运维服务平台在企业中的应用及其所产生的经济效益和社会效益。

            引言
            近年来,随着高速化加工需求的增加,对智能设备的需求率不断提高,越来越多的智能设备被销售到全国各地。但随之而来的售后维护以及设备故障维修问题成为了双方的痛点。对制造商来说,需要组建专门的售后工程师团队随时奔赴现场,人员维护、交通成本等都很高。对客户而言,等待维护的过程会导致整条生产线停产,既影响生产计划也浪费了其他设备的成本。针对设备制造商和客户的痛点,本文提出了基于MVC和Bootstrap组合架构的云计算平台,研究了平台的核心部分通过SCADA系统实现了数据采集、监视控制、参数调节以及各类信号报警集一身,解决并保证了云平台的高性能与高可用性,使云平台在实际应用中资源最大化、利益最大化,该平台既可以保障设备制造商的利益,又可以使制造商与客户建立起长期密切的关系,同时也推动了云平台应用的快速发展。
            
            云平台总体设计
            云计算介绍
            传统的IT部署架构是“烟囱式”的,在这种架构中,新的应用系统上线的时候需要分析该应用系统所需的资源,确定基础架构所需的计算、存储、网络等设备规格和数量,这种模式造成了硬件高配低用、整合困难等问题,及其不利于资源的整体利用率,造成过多的机房空间和能源浪费,但云计算的引入有效的解决了这些问题,其将基础架构进行云化,从而更好的为应用系统的上线、部署和运维提供支撑,提升效率,降低TCO。虚拟化技术是云计算的重要技术之一,通过虚拟化,云计算可以对各类资源进行整合,建立巨大的虚拟资源库,云用户就可以根据自身的需求,动态的获取自己所需要的资源了;另一方面,利用虚拟化等技术,一些以前没有被利用到的资源也可以被云计算平台整合在一起,一起纳入虚拟资源库中,形成具有海量存储能力和高效计算能力的提供者。现如今各类公司都推出了具有自身特点的云解决法案,不同的方案对云计算有着不同的理解,但总体来说,通用的云平台架构分为三层:应用层、平台层、资源层[1]。资源层主要是将各类资源汇集到云平台中,形成一个动态资源库,资源层中各类资源的利用回收等均由云平台负责进行;平台层的主要对象是应用软件开发人员,其将部署环境、开发环境和测试环境以一个整体呈现在开发人员面前,有效的提高了开发效率;应用层主要面向的是云用户,根据其提供的软件交互接口,实现云用户到云端的访问,通过向云平台发出服务请求,最终得到服务并使用服务。
     
            云平台整体架构
          本文所提出的平台适用于多种智能设备的远程运维,以BS、CS及数据云为基本框架,通过SCADA系统建立数据采集通道,采集设备上PLC控制器数据通过4G/WIFI连接到云平台。通过SCADA系统建立的通道,可实现PLC程序的远程上下载和程序诊断功能;通过采集PLC控制器中的数据可实现智能设备远程故障预测试分析,对可能出现的故障提出预警信号,对以发生的故障进行检测分析,提高设备的工作效能,降低维修成本,保证设备安全、稳定的运行[2]。

     

    图1 云平台基础架构图

     

            图1中显示了云平台的整体架构,采用BS、CS及数据云的混合框架,充分利用了BS的跨平台和客户端维护低的优点,以及CS的响应快、安全性强的好处,为平台高效、稳定的运行提供了保障。故以此为基础并在云平台监控系统的实时监控下,云平台可达到:
            (1)自动收集设备性能数据。设备普及SCADA,所有设备自动上传设备性能数据(产能、稼动率、优率)到云平台。
            (2)云平台自动解析数据。通过云服务器自动实时解析各地设备上传数据,并实现存储和下发数据。
            (3)数据多平台展示。实现电脑WEB端、移动APP的设备数据展示,并在线更新所有客户端版本。
            (4)远程预警及升级维护。实现设备的远程监控、远程管理、设备历史数据查询、报警处理、预测设备生命周期,提醒客户易耗品更换或保养,实现设备控制系统等远程升级维护。


            实例应用
            从企业运维服务的状态和未来发展趋势来看,改变现有的运维模式和工作流程,利用先进的信息化技术和手段打造运维服务管理平台,加快响应速度、提高工作效率、提高用户满意度,已经水到渠成,势在必行[3]。下面就以企业对智能设备运维平台的使用情况为例,来说明先进运维服务模式在企业中的应用情况。平台聚集了web服务、云计算、大数据等先进的信息化技术,利用SCADA系统解决智能设备实时监控和定位检测的问题,应用BS、CS以及数据云的混合框架模式来解决通信互联、软件远程互通的跨平台等问题。这两种技术的相结合有效的缩短了平台对用户的故障响应速度及故障恢复时间,突破了传统运维服务的观念,大幅度的提高了运维服务的工作效率,保障了企业和用户的利益,促进双方的合作。

     

    图2 智能设备运维服务平台结构图

     

            通过智能设备运维服务平台,运维中心后台服务系统就可以实时监控智能设备的工作状态,当智能设备出现故障时,系统自动报警,运维服务中心就实时显示出故障点,生成故障报告单,平台最快可以在2S内对故障报警进行响应,并根据GPS定位,就近安排相关的技术人员上门提供维修服务,用户也可以根据移动软件向运维服务中心发出维修请求。故障响应及设备恢复时间见表1。
     

     

    故障级别

     

     

    响应时间

     

     

    到达现场时间

     

     

    设备恢复时间

     

     

    整体性故障

     

     

    2s(最快)

     

     

    1h内

     

     

    以受损程度而定

     

    表1智能运维服务云平台下的故障响应及恢复时间


            智能设备运维服务云平台在实际中的使用,带来了显而易见的效益。经定量分析测算,以100台设备为例,在不增加人员投入的基础上,通过运维服务云平台,较以前可以节省250人天/月,大幅度提高了运维服务效率,缩短了故障恢复时间,减少了企业售后服务成本,保障了客户与企业双方的利益。
     
            结束语
            SCADA系统是智能设备运维服务平台的核心组件,为运维服务中心提供了数据的采集、分析和传递,同时对现场运行的设备进行监视和控制,实现了资源的共享和配置。本文通过对运维平台的探究,深度学习了相关的硬软件设备和系统模块,提出了成熟的智能设备运维平台,显著缩短了响应时间,提高了工作效率,减少了运维人员的投入,提升了用户的满意程度,较好的满足了智能设备的运维需求。

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