[0001] 本发明涉及远程维护技术，具体涉及一种基于PLC控制的工业物联远程维护方法。

[0002] 工业物联网技术是物联网技术在工业上的应用，将传感器技术、计算机网络技术和大数据分析处理技术等现代化技术相互融合。将工业物联网技术应用在制造业中可以使传统制造企业成为智能制造企业。在工业物联网发展技术的早期，工作人员不能实时监控和控制在工业站点的数据和操作情况，并且只能通过打电话的方式与各个部门取得联系，了解工业数据发生的变化并及时做出处理，在此期间需要很长的时间。由于不能实时获取数据，因此在汇报过程中已经不能算是实时数据了，并且，倘若发生工业故障，也不能推测出具体的位置进行处理，而现代化的工业物联网远程监控技术，通过第三方平台进行远程监控，提高工作人员对工业物联网的监管。

[0003] 申请号为：CN201980019173.9的发明公开了用于工业设备的远程维护的安全远程维护设备和方法，访问因特网类型的数据网络的信道，信道包括截止单元；对用于访问数据网络的信道进行控制的信道，控制信道包括控制器，该控制器被配置为控制截止单元，以允许工业网络和数据网络之间的通信，截止单元包括截止继电器，截止继电器可以通过由控制器发射的控制信号来激活。

[0004] 但是，上述现有技术中，不能对工业数据进行实时监控，因此对数据判断故障监控不能达到准确性，以及工业数据的安全问题并不能得到保障以及不方面数据之间的传输，且在工业数据出现异常的情况下不能准确的监测出来并进行及时避免。

[0005] 为了解决这一问题，本发明提出了一种基于PLC控制的工业物联网远程维护方法。

[0057] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0058] 参照图1，本发明实施例提供了一种基于PLC控制的工业物联网远程维护方法，包括：

[0059] S100，对工业物联网的网关进行初始化，建立网关与工业物联网远程维护系统之间的双向通信；

[0060] S200，收集工业产品在生产过程中产生的工业数据，用于工业物联网远程维护系统进行实时监控；

[0061] S300，搭建第三方平台用于PLC程序对工业数据的远程监控；

[0062] S400，通过工业数据诊断工业设备的运行状态，并实时对工业设备进行维护。

[0063] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，可编程逻辑控制器是一种专门为在工业环境下应用而涉及开发的数字运算电子设备。PLC内部集成了可编程的存储器，并且利用多种不同的输入输出类型控制不同种类的工业设备，用以实现自动化的智能生产。在现代的工业发展过程中，各种不同的工业设备纷纷接入互联网，使得工业数据可以集中处理，并且扭转了传统工厂的信息孤岛情况，然而由于工业互联网设备的平台多样化和信息的使用的碎片化，工厂开发商并不能为不同工业设备之间的通信提供全面的解决方案。所以需要一种兼容发多种通信协议的工业网关设备之间的通信，通过建立工业网关实现物联网的远程监控。

[0064] 在另一实施例中，步骤S100，包括：

[0065] S101，对工业物联网的网关进行初始化，读取工业物联网远程维护系统的配置文件用于区分网关型号；

[0066] S102，初始化工业物联网远程维护系统的日志功能，调用网关中的主线程进行循环，检测网关是否连接服务器；

[0067] S103，调取网关中配置文件的配置信息，包括工业物联网远程维护系统的参数信息以及网关监控对象的参数信息；

[0068] S104，读取配置文件中的配置信息，创建六个线程用于开启线程循环，使网关进行多线程运转。

[0069] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，对物联网在网关中的数据采集表示为实现不同种类PLC的数据采集。通过设计封装一种兼容多协议的数据采集方式，达到数据采集的目的。使用一种多线程的方式在物联网的网关中对工业数据实现资源共享。

[0070] 对网关的功能进行初始化，首先使用产品信息初始化函数即ProductBegan函数读取配置文件区分不同工业产品的网关型号，通过框架打印登录函数即BoxLogin初始化网关中的日志功能使用共有函数即CommuMain主进程进入初始化步骤，并调用LoginCirculate函数进入步骤循环，检测物联网网关是否已经连接上服务器。在LoginCirculate函数的内部做初始化的操作通过调用BoxLogin函数在物联网内部做初始化操作，调用BoxLogin中两个关键配置文件信息，分别包括，存放网关的系统参数信息，参数信息包括网络参数、串口参数以及运行状态；另外一个包括监控对象的全部信息，包括服务器信息监控对象的PLC协议、PLC地址、数据类型、发布间隔以及映射地址。

[0071] 然后，在打印登录函数中，读取配置文件参数并配置网关的相关功能，最后创建核心的六个线程，用于多线程循环，网关随后开始正常运转。其中六个核心线程用于监控指令实现与PLC串口通信、调用PLC通信协议库、循环定时任务集中处理、定时网络检查、系统状态更新、发布消息处理并订阅消息处理。

[0072] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过使用多线程的方式，是网关在收集工业数据的时候能够快速的进行资源共享，并支持数据的多模式运行，提高工作效率。

[0073] 在另一实施例中，步骤100，还包括：

[0074] S105，建立网关与工业物联网远程维护系统之间的双向通信，用于对工业数据进行传输；工业物联网远程维护系统进行数据写入操作，并发布当前工业产品的主题消息到服务器；

[0075] S106，服务器接收到工业物联网远程维护系统发布的主题消息后，将主题消息发送到网关中；网关接收到主题消息中的指令，在内部进行预处理计算并对PLC程序进行数据写入操作；

[0076] S107，在数据写入操作完成后，网关发布监控任务对服务器的数据读出操作进行监控，在确认数据读出操作的服务质量后主动发布消息队列给服务器；

[0077] S108，服务器按照消息队列的数据结构方式逐条转发到工业物联网远程维护系统；工业物联网远程维护系统接收消息队列后进行实时解析，并更新读出的工业数据。

[0078] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，构建一种传输体系用于实现物联网网关与工业物联网远程维护系统进行消息连接，方便数据进行传输，并提供一系列相关服务，包括设备入网、协议转换、云端监控、消息订阅等。工业物联网远程维护系统进行读写数据的通信步骤为：使用工业物联网远程维护系统进行工业数据写入操作，并发布指定的主题消息给服务器；服务器在接收到工业物联网远程维护系统发布的消息后就会转发给订阅该主题的网关；网关通过订阅主题接收到工业物联网远程维护系统发布的指令，在网关内部进行相关计算并对PLC进行写入数据的操作，在操作完成之后需要主动发布监控的数据完成读操作，在确认服务质量后就会主动发消息给服务器。服务器在收到网关发布的数据后，按照消息队列的数据结构方式逐条转给对应工业物联网远程维护系统中的对应的工业数据种类；工业物联网远程维护系统在接收到消息后就会进行实时解析，并且更新读出的工业数据到数据库中。

[0079] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过当前这种进行数据之间写入与输出并对数据进行转发，实现网关和工业物联网远程维护系统之间的双向通信，方便用户进行数据获取。

[0080] 在另一实施例中，步骤S300，包括：

[0081] S301，搭建第三方平台用于PLC程序的监控，第三方平台包括移动终端中的微信小程序、远程维护app以及电脑端远程维护软件；第三方平台实时监控工业设备的运行状态，并及时进行预警；

[0082] S302，网关分别连接工业物联网远程维护系统与第三方平台，网关通过第三方平台对工业现场的实时监测采集工业数据，并通过工业物联网远程维护系统对工业数据进行维护；

[0083] S303，工作人员在电脑上下载第三方平台中的电脑端远程维护软件，远程维护软件通过PLC程序对工业数据进行下载和调试。

[0084] 在另一实施例中，步骤S300，还包括：

[0085] S304，在PLC程序通过网关与第三方程序进行通讯时，在物联网中设置加密压缩的数据流用于加密传输工业数据；

[0086] S305，使用远程维护app监控PLC程序采集工业产品加工过程中的工作状态，并通过可视化的人机交互功能监控PLC程序的运行状况；

[0087] S306，使用第三方平台监控全国各地的工业设备，通过工业标准即OPC将网关与工业设备进行通讯，并将本地服务器与网关连接，用于工作人员在第三方平台的远程维护app的页面中实时监控工业数据的更新，且将远程维护app中的数据更新同步在微信小程序中。

[0088] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，随着物联网技术的快速发展，通过搭建第三方平台实现PLC的远程监控，第三方平台包括使用移动终端中的微信小程序和远程维护app随时观察设备的运行状态，及时进行预警，通过实时查看设备的运行状态，及时排除故障，提高售后维修的时效性。网关在现场采集数据，再通过工业物联网远程维护系统与第三方平台进行连接，对工业数据进行维护。第三方平台可以实现最基本的PLC程序的远程下载和调试。工程师在远程电脑上安装第三方连接软件，并接入外网，就可以使用PLC编程软件实现远程下载，以及远程在线监控程序，PLC通过网关与第三方平台通讯时在网络上通常是使用加密压缩的数据流，保证通讯数据的安全。PLC程序的远程下载和在线监控是第三方平台和系统的基本功能。

[0089] 远程维护app用来监控PLC现场的工作状态，并具有可视化的人机交互功能，在工业产品生产现场用远程维护app来监控PLC的运行情况，通过第三方平台可以使用远程维护app监控全国各地的工业设备，而远程监控电脑只需要安装程序，连接外网，通过工业标准驱动即OPC数据便可与现场网关的终端进行通讯，将本地的PLC与网关连接，在网关上添加需要远程监控的OPC数据，app画面中的数据与OPC数据相连接，就可以在app页面中监控到PLC数据。与网关连接的其他电脑同时可以监控多个站点的数据，站点的数量并没有变化。

[0090] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过第三方平台与工业物联网远程维护系统的连接，将第三方来处理计算机领域的数据通信，工作人员通过将由PLC程序采集的工业数据和远程控制软件进行连接，可以方便的实现PLC的远程监控。

[0091] 参照图2，在另一实施例中，步骤S400，包括：

[0092] S401，工业物联网远程维护系统诊断工业设备的运行状态，并判断出工业设备中故障的具体部位，在工业设备发生过故障时，立即产生报警并向工业物联网远程维护系统上传故障信息；

[0093] S402，由工作人员获取故障信息，并对工业设备进行检修；在工业设备恢复工作后，工业物联网远程维护系统将自动复位当前工业设备的运行状态，并记录事件信息，事件信息包括工业设备的故障参数以及设备参数；

[0094] S403，工业物联网远程维护系统对工业设备进行实时维护，维护内容包括工业设备建模、设备运行组态、工业数据管理、设备远程诊断以及设备远程维护。

[0095] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，在传统的工业生产过程中，当客户的设备产生故障后，工作人员通知制造商，此时设备制造商才会派工程师到现场为客户解决问题，从而导致客户的设备停机，耽误客户使用设备，整体影响响应时长过长而导致用户不满意。所以需要提供一种远程维护的方式。实时监测工业设备的异常运行状态，在对异常运行状态进行分析后及时掌握问题所在。

[0096] 工业物联网远程维护系统能够诊断内部各种工业设备的运行状态，并能够精准的判断出各个部位的故障，当系统内部发生故障时，该系统立即产生报警并上传故障信息，当工业设备恢复工作后，该系统将自动复位该工业设备故障即报警信息。在系统将产生报警并记录发生事件，此外该系统能够记录下每个工业设备的统计信息和故障参数，进行诊断和分析，并用于生成显示报告。

[0097] 其中，工业物联网远程维护系统中的功能包括：工业设备建模、设备运行组态、工业数据管理、设备远程诊断、设备远程维护。

[0098] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过远程维护，可以实现设备组态、远程调试、程序以及配置的在线修改、快速结局故障问题导致设备停机，避免给客户带来巨大的损失，及时进行报警，提高了设备的可靠性，避免设备带来的不必要的损失。

[0099] 在另一实施例中，步骤S403，包括：

[0100] S4031，对工业设备进行建模，定义工业设备模型的建立参数并进行配置，配置内容包括数据字典、工业设备类型、参数类型以及故障字典；工业设备模型用于实时管理工业数据，并为工业设备的运行状态提供故障判断标准以及判断依据；

[0101] S4032，将工业设备模型的运行状态还原到工业物联网远程维护系统中，构建工业设备与工业物联网远程维护系统之间的通讯线路，将采集到的运行状态信息通过订阅的方式进行上传；运行状态信息包括工业设备的站点实例、机柜实例、设备实例以及参数实例。

[0102] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，工业设备建模实现对工业物联网远程维护系统基础的数据管理，定义工业设备建模建立的过程，并为工业设备的运行状态提供判断标准以及依据，通过领过的判定故障可以根据实际业务的需要进行配置，配置内容包括：数据字典、设备类型、建模类型、参数类型以及故障字典。设备运行组态将工业现场的实际情况还原到工业物联网远程维护系统中，例如工业设备的管线以及各个站点中采集到的工业数据，并将采集到的工业数据依照订阅的方式与工业物联网远程维护系统进行通讯，并提供工业数据的趋势变化。包含站点实例、机柜实例、设备实例以及参数实例。

[0103] 在另一实施例中，步骤S403，还包括：

[0104] S4033，获取工业设备的历史故障以及工作人员在工业物联网远程维护系统中的操作信息，对工业物联网远程维护系统检测到的工业设备故障信息进行记录、查询和分析；构建本地数据库，用于存储历史故障报警信息以及管理工作人员对工业设备进行操作的日志信息；

[0105] S4034，遍历工业物联网远程维护系统中的所有工业设备并构建文档对象模型树，对文档对象模型树中每一个节点的工业设备的运行状态在第三方平台中进行展示，展示内容包括故障参数据以及工业设备型号；

[0106] S4035，工业物联网远程维护系统连接本地服务器，用于远程维护工业数据，以及维护后的故障维护登记。

[0107] 上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是，工业数据管理主要是分析工业设备的历史故障和用户在工业物联网远程维护系统中的操作日志。可以对系统中所检测设备产生的故障进行记录，查询和分析，并且详细记录下用户对系统数据库的“写”操作，其中包括历史报警以及日志管理。

[0108] 设备远程诊断主要通过树形结构的方式对工业物联网远程维护系统中的所有工业设备的运行状态以及动态展示，即清晰并且直观的展示出故障的设备、模块以及参数。设备远程维护利用工业物联网远程维护系统中的服务器对工业设备进行远程维护，包括故障维护登记、故障数据的上传、下载。

[0109] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，针对工业设备模型、远程诊断以及远程维护、数据管理等方面，将完成对工业设备的各个方面进行监管任务，准确针对行业需求，解决了无法实时维护工业数据的问题，大大提高了工业设备的相应时间。

[0110] 参照图3，在另一实施例中，一种基于PLC控制的工业物联网远程维护方法，还包括：

[0111] S500，在本地数据库中获取工业数据，将工业数据根据工业产品的类型进行分类，包括产品参数、安全指数以及安全状态；

[0112] S600，设置安全阈范围值用于监测工业设备在生产过程中的安全状态；根据工业数据计算当前工业产品的安全指数，判断工业指数是否处于安全阈值范围的临界值；

[0113] S700，若工业数据处于安全阈值范围的临界值，则由工业物联网远程维护系统向工业设备发出临界危险预警；工业设备实时调整生产方式并生成新的工业数据发送到工业物联网远程维护系统中。

[0114] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过设置安全阈值范围，可以有效防止工业设备出现故障，并向工业物联网远程维护系统进行实时数据更新，有利于工作人员的操作。

[0115] 在另一实施例中，一种基于PLC控制的工业物联网远程维护方法，还包括：

[0116] S800，获取工业数据并建立数据集，将数据集根据数据类型分割为若干个子数据集，分别对子数据集进行训练，训练内容为检测工业数据是否为异常数据，将检测结果为异常数据的子数据集作为测试集；

[0117] S900，预设计算规则，用于判断异常数据是否作为工业产品生产过程的影响因素，分别计算每个测试集的异常趋势率，将异常趋势率的值在计算规则内的确定为工业产品的异常点；

[0118] S1000，收集异常点，并构建异常模型用于工业数据进行自测，按照计算规则对新产生的工业数据进行实时监控。

[0119] 上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案，通过构建数据集，使数据在处理中更加协调，以收集异常点的方式将异常数据进行监测，提高数据的准确率。

[0120] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。