水处理设备远程维护方案

一、项目背景

水处理领域，某行业知名企业产品部的工程师为了提高工作效率，降低公司处理产品故障的成本以及更好的服务于用户，计划为所出售的产品增加远程维护功能，同时还要能够及时的采集到产品的运行数据以及故障代码，并且能够将每台产品的故障情况保存为文件，以便技术部门统计，分析，从而能对产品的完善提供数据支持。 

二、面临挑战

该公司年销售产品数量众多，用户遍及海内外，由此，对于产品数据的采集以及远程维护便存在如下问题： 

1、 已出售产品的运行情况得不到及时的反馈，无法统计大批产品的运行状况。 
2、 产品数量多，所需采集的数据量庞大。 
3、 随着产品数量逐年增多，数据中心需要随时维护。 
4、 用户地域分布广泛，无法安排人工逐一调研运行情况，并且产品的故障维护需要大量的人力资源，成本过高。 
5、 工程师经常外出，对于外出期间的异地产品故障无法及时提供最优解决方案。 
6、 对于以往的产品故障数据保存不及时，并且查看起来也颇费人力。 
7、 可 7X24 小时全天候监控设备运行以及可远程操作，用户可通过电脑，手机或平板电脑等设备远程访问主机。 
8、 具有自动报警功能：当原水、纯水异常或设备运行异常、耗材需要更换时，有报警功能，报警信息可发送到远程设备 

三、解决方案

针对以上问题，Witlinc 工程师们经过商议，提出了如下解决方案： 

如图所示，Witlinc 工程师提出的方案分为以下几部分：

1)数据的远程采集以及产品的远程维护
2)运行数据的实时监控及优先报警

如图所示，WitLinc 公司提出的方案分为三个部分，一是数据的远程采集以及产品的远程维护，二是运行数据的实时监控。整个方案的网络计划采用基于 4G 公网的WiVPN 技术，运行数据的监控和报警采用北京伟联科技的 WiSCADA 2.0 作为监控中心。下文分别对四项功能进行说明： 

3.1数据的远程采集及产品的远程维护

现场设备搭配安装一台WitLinc 公司的 WL-430T-LT 工业 4G 路由器，该路由器可利用 4G 网络通过 CA 证书的方式接入公司的监控中心，4G 网络能够保证数据的快速传输，CA 证书能够使得传输的数据更加安全。 

Witlinc 工程师通过与工程师沟通得知，部分设备采用 Smart200 PLC 作为处理器，该PLC 支持以太网通讯方式，设计在PLC 柜内安装一台 5 口交换机、一台云盒子、一台 WL-430T-LT 工业 4G 路由器。配置云盒子以S7 以太网方式采集PLC 的数据，并为云盒子组态显示画面，云盒子通过工业 4G 路由器的网络将做好的HMI 画面发布到手机终端，用户即可使用手机、平板、计算机等移动设备查看到现场的运行状况。   

同样，对于产品维护和故障处理，工程师也可以通过 WiVPN 通道精确的访问到指定的设备，这种访问是随时随地的，只要工程师能够连接至互联网，便能通过拥有相应权限的用户名和密码访问现场设备。这种便捷的远程访问不仅能及时有效地处理故障，还能为公司节省大 量的差旅成本。 

3.2运行数据的实时监控及报警

云盒子为伟联科技的 WiSCADA 2.0 软件衍生硬件产品，可支持Window XP，Window 7，Window8，iOS、Andriod 等系统作为网络客户端访问云盒子的画面和数据，并且，云盒子可在 Windows 平台开 发，开发完毕生成移动端应用，可实现 PC、手机、以及其他智能移动终端对SCADA 系统的访问。同时支持微信报警、语音报警、短信报警和E_mail 报警。从根本上解决了客户单独开发移动端应用的难题。 
根据实际需要，Witlinc 工程师为每台需要监控的设备设计增加一台云盒子作为设备的数据采集以及数据存储、报警、监控的平台； 云盒子内部实质为嵌入式的WiSCADA 组态软件，所以具有数据刷新速度快、数据源接口丰富的特点，并且支持跨平台，使得拥有权限的远程用户可以通过网络浏览器或者智能移动终端（手机，平板电脑等） 方便地实时观察到正在监控的所有参数。 

3.3数据的访问

当运行数据采集并存储到监控平台以后，访问数据的方式和权限便成了用户需要了解的内容。 

⚫本地访问 

可开启 WL-430T-LT 工业 4G 路由器的 AP 功能，在设备所在现场形成小范围的WiFi 覆盖区域，用户使用手机、电脑等设备连接到该WiFI 网络后即可使用 APP 或组态浏览器插件，以局域网方式访问到云盒子的画面和数据。 

⚫远程访问计算机访问 

工程师或者管理部门的人员需要实时查看设备运行状况的时候， 利用自己的 PC 机连接到互联网后，使用 PC 端的WISCADA 组态浏览器插件直接连接到云盒子上，可查看实时数据、历史曲线、生产报表等内容。 

手机访问 

随着智能手机和平板电脑的普及以及无线网络的覆盖，人们越来越习惯使用移动终端来代替计算机处理一些简单的事情。用户可以通过应用中心下载我们指定的免费 APP 来连接到云盒子，从而可以方便地查看到所需内容。 

四、功能说明

Witlinc 工程师为该公司提供的整体解决方案不仅能完美地解决该公司目前面临的诸多问题，并且可以为该公司带来直观的经济效益，具体表现如下： 

1、通过远程维护功能,使得工程师出差次数降低，从而直接降低了差旅支出。 
2、通过远程数据采集功能，能够实时监控产品运行情况，对于异常数据及时提醒，提前通知客户需要作出相应的调整，防患于未然，从而降低售后维护成本。 
3、通过 WiVPN 通道直连远程设备功能，使得身处异地的工程师能够快速连接到发生故障的设备，提高故障处理效率。 
4、通过 PC 浏览器或者移动终端监控产品运行数据的功能，使得拥有一定权限的人员能够随时随地了解产品运行情况，从而提高公司的工作效率。 
5、通过故障及时报警并提醒功能，使得工程师能够快速定位故障信息，提出合理的解决方案。 
6、通过云盒子微信报警， E_mail 报警的功能可以第一时间让管理人员得知事故报警信息。 
7、云盒子只需组态一次，即可PC，Android 和IOS 同时访问。 
8、独有的WiVPN 技术，可以无需公网 IP，无需固定 IP，无需第三方公有云服务器就可以实现设备之间的互联，为了用户方便，我方可以随设备配置 SIM 卡一张。 

五、技术特点

Witlinc 工程师综合以前的工业数据通讯及采集显示方案，列出本方案特有的技术特点如下： 

5.1远程数据采集及设备维护方案特点

• 独有的 WiVPN 技术使得工业远程维护更加安全，更加简单 
• 远程访问整个网络站点 
• 支持数据监控，远程维护和远程故障诊断 
• 专网专用，保证数据安全 
• 不再需要进行现场维护，节约时间和差旅成本 
• 需要进行监控的网络站点数量大小完全按照客户的实际需求，并且没有最大数量的限制要求，网络可无限扩展，足以满足各种工况要求 
• 使用开放的标准互联网技术 
• 通过因特网实现工业网络远程访问与控制 
• 远程访问SCADA、HMI 和PLC 系统 
• 支持网络类型：GPRS/EDGE/4G/HSPA 
• 集成 2 个以太网端口与一个RS232 端口 
• 可以通过防火墙阻止未授权的接入 
• 通过VPN 隧道实现加密、安全数据的传输。 
• 使用现有IP 地址或者新的 IP 地址来满足系统需求 
• 支持 NAT (网络地址转换)，允许用户配置特定 IP 地址进行远程访问，例如： RTU 可以使用一个 LAN IP 地址192.168.1.254 ，VPN 的IP 地址可以设定为 10.23.1.254 
• 网络具备了充分的可扩张性 
• 每一个设备都有一个独一无二的 IP 地址，可以在网络的任意节点进行访问 
• 易于集成于现有的 IT 基础设施 
• 专为工业应用设计 
• 4G 网络传输速率足以支持查看实时视频监控 

5.2WiSCADA 工业组态软件优势

• WiSCADA 简介（云盒子软件） 

WiSCADA 工业组态软件采用 C/S、B/S 架构，软件界面友好， 编辑方式基于Windows 风格，在线帮助文档通俗易懂，用户只需稍微学习便可自己开发 HMI 画面。

图像界面支持自由缩放、鼠标漫游、自适应屏幕、透明色、过渡色、旋转/倾斜、幻灯显示， 内嵌 JAVASCRIPT，用户可以自主开发更高级的功能。支持表达式、触发器、定时器、多语言、XML 支持、变量替换、定制图    形    。    支    持    Windows XP/7/8/CE/SERVER 的 32/64 位操作系统。网络版除了具有单机版的全部功能外，还支持 WEB 端、网络客户端方式通过局域网访问，另外，网络版还支持智能移动终端安装 APP 通过互联网访问组态服务器，APP 支持 Android 和 IOS。另外，WiSCADA 工业组态软件支持 3D 功能，用户可以自由编辑 3D 图形，让自己的 HMI 画面更加绚丽多彩。 

• WiSCADA 工业组态软件广泛应用于矿山、水处理、电力、烟草、新能源、环境监测和其他工业行业。 
• 该软件支持OPC、Modbus、Modbus TCP/IP 等通讯协议，可以方便的将现场多种厂家的 PLC、仪表等设备数据采集回来监视及存储。 
• 丰富的弹窗、语音、短信息、邮件、微信等报警方式可以及 时地将工业控制系统发生的报警信息推送给指定的维护人员。 
• 方便易操作的报表功能可以让用户像使用 Office 办公软件一样轻松地自主创建报表格式。 
• 详细的操作记录功能可以记录每一位登录用户的所有操作。 
• 嵌入的地图功能搭配第三方设备的 GPS 定位可以实现位置信息的实时显示。 
• 独有的 P2P 功能可以将 PC 端的控制画面发布出来，用户可以使用智能移动终端下载 APP 直接连接到指定的项目。 
• WiSCADA 特点优势 
• 支持跨平台Windows XP/Win7/8/CE/SERVER/Android /IOS 
• 支持电脑/电视/平板/手机 
• 支持单机 /局域网/广域网/内网穿透/云服务器 
• 支持C/S、B/S 
• 支持DTU、模拟DTU 功能 
• 内嵌JAVASCRIPT 
• 全面支持 OPC 技术 
• 全面支持百度地图/GIS 组件 
• 图表组功能 
• 真正的 3D 支持 
• 安卓APP 支持获取GPS 经纬度、扫描二维码 
• 增强的项目管理功能 
• 增强图形转换 
• 分布式窗口– 易于系统管理、扩充 
• 灵活的用户安全管理、可在线添加、修改、删除用户与密码 
• 提供视频监控组件（完全支持海康威视） 
• 提供丰富的关系数据库接口，支持 MSSql、MySql、Access 等常见的数据库接口 
• 灵活的报表生成 – 内置运行库 
• 多国语言的支持，包括中文 
• 支持多种协议，可自定义万能协议驱动 
• 支持 ActiveX/COM/DLL，结合 JavaScript，提高了系统与外部程序的交互能力，例如视频、门禁、数据库以及自定义功能模块等。