起重机远程诊断系统主要通过传统的企业或厂区局域网实现对起重机的远程诊断控制，但这种传统的网络布局存在一些缺点，实际操作时会有诸多不便且耗费财力。文中所述基于物联网的起重机远程诊断系统采用物联网网络技术，摆脱了对传统局域网络的依赖远程诊断网关对网络要求低，可方便地进行现场设备的安装、布置、配置等，极大地节省了时间、人力和财力，技术服务人员可随时随地行远程诊断，推进了远程诊断系统的发展。

    随着移动通讯技术的发展进步，物联网网络已较普遍的应用于生活，并推动着物联网技术的快速发展。物联网技术不仅可以优化企业的生产过程，而且将使企业的管理模式、故障诊断模式发生重大改变。物联网结合先进的工艺、管理及远程诊断等多项技术，以实现企业的优化运行、优化控制和优化管理。远程诊断系统是物联网技术的典型应用，涉及到众多的技术领域，一直受到各国政府、企业的重视，并入大量资金开展基础理论和应用产品方面的研究。近年来，随着其相关技术的发展，远程诊断在许多领域得到了广泛应用。起重机作为现代工业生产和起重运输的重要设备，广泛的采用PLC 和变频器进行控制，并陆续应用远程诊断系统。结合了物联网网络技术的起重机远程诊断系统比传统的网络布置方式更灵活、更便捷、更能适应移动设备，从而推动远程诊断系统的进一步应用和发展。

 4G 网络

    4G是第四代的移动通信及其技术的简称，是把3G网络与WLAN 相结合的技术，能够传输更高要求的视频与图像。4G 网络不同于拨号上网，它下载速度可达100 Mbps，就连上传速度也达到了20 Mbps。而在价格上基本等同于宽带网络，用户可以根据自身的要求制定所需要的服务。据工信部最新数据显示，截止2015 年12 月底，全国电话用户总数达到15. 37 亿户，其中移动电话用户总数达13. 06 亿户，4G 用户总数达3. 862 25 亿户。4G 用户在移动电话用户中的渗透

率达到29. 6%。月户均移动互联网接入流量达到389. 3M，同比增长89. 9%。4G 网络的高传输率、高覆盖率、等同宽带的价格等特点使起重机生产企业和用户更看重基于4G 网络的起重机远程诊断系统，将高速的4G 网络应用到生产中。

    起重机远程诊断系统应用现状

    经过十余年的发展，起重机远程诊断系统已得到一定程度的应用，各种类型的起重机纷纷采用各种方式进行远程诊断。已有远程诊断系统应用案例的起重机有: 用于垃圾发电厂的垃圾搬运的垃圾抓斗桥式起重机; 用于生物质发电的抓取秸秆的秸秆抓斗桥式起重机; 用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件安装的塔式起重机; 用于集装箱装卸的岸边集装箱起重机;用于造船厂的大型门式起重机等等。各类型的起重机都在陆续开发和使用远程诊断系统，但各种类型的起重机远程诊断系统应用数量却很少，这是因为现有起重机远程诊断系统主要通过传统的企业或厂区局域网来实现对起重

机的远程诊断控制。这种传统的网络布局存在一些缺点，现场设备与厂内网络覆盖区域距离较远，或建筑物之间土建较复杂，不方便铺设网线或光纤。起重机远程诊断网关不具备无线接收能力，需要对厂区内远程网关经过的路由器进行设置，需要网络管理员或网络运营商的大力支持，很耗费时间及人力资源，有时还会需要很多硬性设备支持，同样耗费财力。各企业开发的基于GPＲS、3G 的无线远程诊断方式应用较少，这是因为GPＲS 无线传输方式的速率很低，不能实时传输

较多的数据。3G 网络速度虽有一定的提高，但实时性较差，仍不能满足稍大数据量的传输要求。另外，国内运营商对3G 网络的总投入较少，使基于3G 网络的远程诊断系统应用受到了极大限制。

技术原理

     该远程诊断系统采用了VPN ( Virtual PrivateNetwork) 技术，VPN 的通常释义为“虚拟专用网络”。VPN 是通过一个公用网络因特网建立一个临时的、安全的连接，是__3___o___一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定隧道，使用这条隧道可以对数据进行几倍加密达到安全使用互联网的目的。虚拟专用网是对企业内部网的扩展，可帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全虚拟专用网。VPN 主要采用隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用

者与设备身份认证技术，保证了企业和用户的网络安全和信息安全。

4 系统构成

    应用4G 网络的起重机远程诊断系统主要由远程诊断服务器、4G 网络路由器、远程诊断网关和远程监控管理软件等部分构成，图1 为远程控制系统图。远程诊断服务器需要部署公网的IP 地址，并至少需要接入4M 及以上的宽带网络来保障系统的正常稳定运行，可以根据需要接入的远程网关数量和接入的功能选择合适的带宽; 远程诊断网关通过4G 网络路由器接入因特网，同时将现场设备的IP 地址进行解析，与远程诊断服务器进行连接; 远程监控管理软件部署在工程师站，工程师站通过宽带网络、4G 网络等通讯方式接入因特网，进行远程诊断服务。国内的4G 网络可选用中国移动的TD － LTE、中国联通的TD － LTE 和FDD － LTE、中国电信的TD － LTE 和FDD － LTE。在实际使用时，应根据项目现场的4G 网络覆盖情况，选择合适的运营商。项目现场的可编程控制器PLC 应具有网络通讯功能，或选择具有网络通讯功能的模块进行扩展，以便通过远程诊断网关连接到因特网，进行远程诊断。

图1 远程控制系统图

5 应用实例

    该远程诊断系统在桥、门式起重机上均有应用。桥式起重机: 如室内环境、电控柜和操作室都集中于固定房间的情况，电控柜和操作室都随起重机移动的情况; 门式起重机: 如露天环境、电控柜和操作室都随起重机移动的情况。电控柜和操作室都集中于固定房间的情况，

如垃圾发电厂负责垃圾搬运的垃圾抓斗桥式起重机。电气柜和操作台均位于固定房间内，一般配置S7 － 300 系列PLC，并配有以太网模块CP343 －1 进行网络数据交换; 通常，电气房和操作室4G

网络信号较好，远程诊断网关可通过网线方便的与PLC 建立连接，远程诊断系统的各项功能均可正常应用，实时性很好，可传输较大的数据量。电控柜和操作室都随起重机移动的情况，如车间内使用的电动双梁起重机，固定操作室，电气柜安装于起重机走台上，电气柜和操作室之间的距离一般不超过100 m，根据4G 网络信号情况，决定4G 网络路由器和远程诊断网关的部署位置。一般有窗的厂房中4G 网络路由器靠近窗户侧布置较好。在露天环境中，门式起重机的电控柜和操作室都随起重机移动的情况，如秸秆发电厂使用的散秸秆抓斗门式起重机，一般跨度较大，位于露天较开阔的场地，PLC、变频器集中部署在电气房内，远程网关也部署在电气房，便于设备间的连接。露天环境，4G 网络信号很好，透过电气房玻璃窗，信号也几乎无衰减，远程诊断功能使用良好。

6 应用前景

    应用4G 网络的起重机远程诊断系统摆脱了对传统网络的依赖，有效地回避了远程诊断系统使用传统网络的各种弊端。使用高速的4G 网络可便于进行现场设备的安装、布置、配置等工作，极大地节省了业主的时间、人力和财力，并且工程师可随时随地根据业主要求进行远程诊断，快速找到故障原因，帮助设备维修人员快速解决问题，减少现场事故处理时间，提高工作效率和生产率，同时也可减轻供货( 设计) 方的压力。远程诊断是物联网发展的一个必要阶段，也

是起重运输机械向智能化、数字化方向发展的必经之路，该远程诊断系统已获得国家专利证书，在起重机上已有多个应用案例，有效地推进了远程诊断系统在起重机设备上的应用。这项技术的研发成功使得将来许多设备可将其与办公室、试验室连接到一起，实现信息处理

的实时化、信息传递的网络化、远程化，使设备受到科学的监护和管理，为设备的高效运行提供强大技术支持的手段，降低和缩短了运行成本和周期。