论VPN技术在水处理远程监控中的应用

来源 :科学与财富 | 被引量 : 0次 | 上传用户:foxylxq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:随着网络技术的普及,虚拟专用网VPN技术在网络发展中的突出地位越发显现。本文对虚拟专用网络在污水处理厂中的远程监控系统进行了深入的研究和探讨。
  关键词:VPN;远程监控;虚拟专用网
  引言
  随着各个水务集团旗下污水处理厂、收集泵站的数量增多,而且分散在城市的各个角落,需要投入大量的人力物力,同时对实时监控也提出了比较高的要求,传统的人工操作已经不能适应控制要求,暴露出操作量大、效率低、反应慢的缺点,污水处理厂的运行成本也相应增加。因此,为了顺应远程监控的趋势,提高污水处理厂的运行管理水平,我们应采用虚拟专用网(VPN)技术,使之实现污水處理厂远程监控的功能。
  1. VPN技术简介
  VPN是指在公用网络上建立虚拟专用网络的技术。之所以称为虚拟网,主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网建设所需的点到点的物理链路,而是架构在公用网络服务商ISP所提供的网络平台之上的逻辑网络。用户的数据通过ISP在公共网络(Internet)中建立逻辑隧道(Tunnel),即点到点的虚拟专线进行传输。通过相应的加密和认证技术来保证用户内部网络数据在公网上安全传输,从而真正实现网络数据的专有性。
  VPN可以有三大应用,分别为直接远程访问(RemoteAccess)、内部互联网(Intranet)及外部互联网(Extranet)。
  远程访问(RemoteAccess)VPN主要是连接移动用户(MobileUser)及没有固定地点的办事处,通过拨号等上网方式来存取内部网络资源。
  内部互联网VPN利用互联网将工厂总部和有固定地点的各个分部加以连接,成为一个总体网络。这对于工厂来说是以最低的成本得到最高的数据连接的一个很好途径。有了IntranetVPN,工厂就可以通过Internet这一公共网络将工厂在各地分支机构的LAN连到工厂总部的LAN,实现对各个分部PLC数据采集控制和视频远程监控,以节省DDN等专线所带来的高额费用。
  外部互联网VPN则是将内部互联网VPN的连接再扩展到工厂的合作伙伴,如供货商及协助公司(或是相关联的部门),以达到彼此信息共享的目的[1]。
  VPN优点:
  (1)成本低,VPN在设备的使用量及广域网络的频宽使用上,均比专线式的架构节省,故能使网络的总成本降低。根据分析,在gatewaytogateway连接时,用VPN较使用专线的成本节省30%~50%;而就远程访问而言,用VPN更能比直接拨入到工厂内部网络节省60%~80%的成本。
  (2)良好的安全性。VPN架构中采用了多种安全机制,如信道、加密、认证、防火墙及黑客侦防系统等技术,通过上述的各项网络安全技术,确保资料在公众网络中传输时的安全。
  2.远程监控系统VPN网络实施
  2.1 VPN网络设计要求
  根据项目要求,目标是将多个分散在城区各分部的泵站进行数据采集控制和数据视频监视。因此,对网络通信的质量提出了一定的要求,需在设计时遵循如下原则。
  (1)网络可靠性和实时性。在设计VPN网络时,首先需要考虑的是网络系统是否稳定,一个稳定的网络系统对于自动化工厂尤为重要;数据丢失、通信故障对于污水处理运行极为不利。在数据传输中,下位机的信号点传输到中控室上位机的实时性极大地影响着工厂的生产效率和安全可靠性。这两点是VPN网络设计的首要问题。
  (2)网络的安全性。污水处理厂的数据资料的安全性和遭遇黑客攻击时的安全性是设计VPN网络的基石,如无法保证网络的安全,也就无谈数据的传输控制,更谈不上良好的网络通信。
  (3)管理的便捷性。在维护VPN网络时,必须做到简单便捷,网络的可维护性要强。
  2.2 VPN网络构建
  2.2.1硬件部分
  (1)VPN路由器。按照我们提出的VPN设计方案要求,我们对CiscoRV320VPN路由器和CiscoRV042VPN路由器进行了测试,CiscoRVx系列是CiscoIPSecVPN系列产品中面向中小企业推出的百兆VPN产品,可以部署在中小企业的网络中心,也可以部署在大型企业较大分支机构的网络中心。该产品集成IPSecVPN、PPTP、防火墙等功能[2]。
  (2)宽带选择。根据设计原则要求,在污水处理厂泵站中控室内接入高带宽固定IP光纤宽带,各个分部泵站使用10M/20MADSL或者PPPOE宽带连接上网,以达到工业数据的实时性和数字视频监控的要求。
  2.2.2软件部分
  (1)工业控制软件接入。随着各大自动化行业厂商对TCP/IP协议的支持,通过对PLC或者智能仪表的IP设置,将其纳入各个分站网络中,以实现对下位机的数据采集和监控目的。同理,对数字视频的监控,主流的视频监控软件均支持TCP/IP传输协议,设置为同一网段,即可访问实时数字视频和视频录像机中历史记录。
  (2)WebUI的VPN管理。Cisco产品使用WebUI界面方便配置管理VPN网络,从配置界面防火墙中开放443端口,或者利用PPTP远程接入后可直接远程配置,极大地拓展了VPN管理的拓展性和方便性。
  2.2.3实施部分
  (1)实施过程通过VPN路由器在总部和分部采用网关对网关的VPN配置,将分部的数字视频和下位机数据采集到污水厂中央控制室上位机中显示,保证视频的流畅性和工业数据的实时性,参考拓扑图如图1所示。
  (2)VPN路由器具体配置
  ①VPN方式选择。基于泵站子网含有PLC设备和数字视频设备这一基本设施,在VPN配置中,选择网关对网关VPN配置是唯一选择。网关对网关实现了两个子网之间的直接通信,在逻辑上可以将其视为同一局域网,保证了污水监控厂所有子网对泵站子网内容多对多的查看,参考配置如图2所示。   ②WAN口设置。污水厂中控室网络外网口采用了固定IP方式,确保了仪器断电重启后,IP不变的稳定性。各个分泵站基于成本和效率兼顾的原则,采用OPPOE拨号上网的方式,故而为保证网络的稳定连接,对WAN口采用DDNS动态域名绑定,确保在路由器断电重连或IP变动情况下,自动重新连接。
  參考设置如图3所示。
  ③PPTPServer开启。在污水厂和各个泵站中开启PPTPServer并设置账号密码(RV042支持5个用户同时登录),利于远程用户对其进行远程调阅和维护操作。
  ④PLC和数字视频配置。在PLC和数字视频配置中,主要是配置其相应的IP和网关地址,将其纳入各个泵站相应的子网中。例如:一个泵站VPN网段为192.168.11.0,则可将其原有PLC和视频监控地址改为相应的192.168.11.0网段,设置192.168.11.1为网关即可。同理,其余泵站也做类似处理。
  2.3项目后期维护和测试
  2.3.1网络通信维护
  网络通信维护主要是指在出现通信质量问题时的远程解决方案,在泵站出现短时断电重启、IP变动情况下,DDNS保证了网络链路的重新连接[3]。
  (1)远程连接维护。在排除了硬件故障的前提下,如果出现链路不通,则需要进行远程维护。开启远程维护操作如图4所示。
  开启443端口后,直接在浏览器中输入相应地应地址即可远程连接,如:https://qingdong3.f3322.net:443(https保证了连接的安全性)。
  (2)网段和网络变动维护。对于网络的通信连接情况,可以直接从VPN服务器的链路中进行查看。若出现不通的情况,则可以查看相应的域名提供商提供列表中的IP是否有变动。
  2.3.2视频监控维护
  数字视频采用CMS视频控制软件进行统一管理查看。先配置好相应的摄像IP和录像机IP,并在设置的监控中心进行统一查看。监控中心配置了到各个分泵站VPN路由。
  3.结语
  综上所述,虚拟专用网络(VPN)技术的使用,适应了现代业务发展的需求,不但可以降低污水厂专线通信的成本,给污水处理厂带来经济效益,还可以拓宽自动化行业网络通信的发展渠道,实现远程监控系统的安全性、可靠性和有效性。
  参考文献:
  [1]虚拟专用网络在农业物联网远程监控中的应用[J].李喜东,朱明清.自动化技术与应用.2015(04)
  [2]基于物联网技术的消防远程监控系统[J].林果.电子技术与软件工程.2017(05)
  [3]虚拟专用网络技术的应用探析[J].贾山.电子技术与软件工程.2016(15)
其他文献
摘 要:提到谐振可能很多人会感到比较陌生,但其实它是在电力系统的应用与研究过程中经常会遇到的一个问题,而且由于它本身所具有的一些独特属性,它更是被广泛的应用到高压试验中,并且取得了十分良好的效果。但是要是想要非常好的将谐振应用到高压试验中,就必须要对谐振的工作原理和基本概念掌握的非常熟练,这样才能在高压试验中充分应用谐振原理和无功补偿。然后通过具体的高压试验得到具体的实验结果,保证无功补偿量才能符
期刊
摘 要:随着社会的不断发展,我国科学技术发展到了新的阶段,随之,电力输电线路检测信息管理系统也发展到了新的阶段,推动了相关企业的进一步发展。结合电网输电线路在生产管理中的实际经验,深入分析线路管理过程中工作流程和电力系统的相关规范,对可行的一些功能和需求进行全面研究,对系统管理和检测管理等多种管理做了深入研究,并对涵盖系统管理和检测管理等多种管理输电线路的检测管理进行了设计,旨在加强对于电力输电线
期刊
摘 要:随着经济全球化的不断发展,管道运输的高效性、经济性、安全性已成为决定了石油天然气能否被合理的利用的重要条件。但在实际运输的过程中,仍然存在诸多的风险问题。本文将探析输油管道风险管理及HSSE管理体系的应用,以期促进我国管道企业的健康发展。  关键词:输油管道;风险管理;HSSE管理  前言:针对输油管道经常出现的安全问题,企业需要制定科学的风险评估策略。HSSE是一种强调全员参与且主动开展
期刊
摘 要:数控设备包括机械、液压、电气和检测这四个方面,其故障的发生也必然从这四个方面反映出来。当电气系统进行正常工作时不会对其他的生产方面造成影响,因此保证电气系统故障检修过程的正常进行对于数控设备的正常使用有着重要意义。本文结合相关实践对电气系统故障检修在数控设备检修中的重要作用进行了探讨。  关键词:电气系统故障检修;数控设备的检修;故障检修的重要作用  一、检修时对于工作人员的相关要求  由
期刊
摘 要:本身河流就有着不断运动和变化的特征,在对河流泥沙和河流演变研究过程中,需要清楚的了解河流以及河床变化的规律,只有这样才能够更好的治理河流泥沙等问题。河流动力学在上世纪五十年代初开始发展成为一门独立的学科,其通过研究水流和河床之间相互作用的规律,更好的分析河流运动的情况、河床演变和变形情况,通过实地考察收集、整理观测的资料,对河流泥沙进行有效的定性分析。因此本文就对水力学与河流动力学在河流泥
期刊
摘 要:针对滨南油田油层物性相差较大的特点,从油层的损害机理,对目前井下作业施工过程中的油层保护技术应用现状进行了调查和分析,找出了目前储层保护技术在应用过程中的不足和差距以及存在的问题,结合实例从洗(压)井、射孔、酸化、压裂、防砂、试油、检泵等施工过程对油层损害现象和机理进行了认真分析,然后提出了针对作业过程中易发生的油层损害建议采取的措施,论证了油层保护技术作为一项保护油气资源和"少投入,多产
期刊
摘 要:随着经济的快速发展,现在的用电量日益增加,有些企业或者个人为了节省成本就会违章用电或者窃电,但是这种行为具有一定的社会性,而且相当的复杂,所以在反窃电工作中存在很艰巨的任务,而且要持续很久。所以,我们有必要研究分析那些违章用电和窃电的用户现在的用电状况,然后通过法律途径,通过合法的用电检查,然后依法对这些违章用电用户和窃电行为作出严厉的处罚,这是有很重要的意义的。本文对用电检查工作中反窃电
期刊
摘 要:3D打印技术是一个新时代的新兴技术,它足以引导第三次工业革命。作为技工院校应该提前去了解并掌握和发展其技术,放眼未来,把握新兴技术的气息,积极培养掌握3D打印技术的创新型人才,为落实《中国制造2025》强国战略培养智能制造专业人才。3D打印逐步在教育领域得到应用,因此如何在教学中应用3D打印技术,培养学生的创新能力,我们作了一些尝试。  关键词:3D打印;教学;模型制作;三维建模  一、我
期刊
摘 要:利用T82油藏参数、饱和度场模拟结果及产油量、注汽压力等现场监测资料,分析了T82特稠油常规蒸汽吞吐高周期递减主要影响因素及周期内、周期间递减规律。分析表明特稠油油藏常规蒸汽吞吐高周期递减主要因素是油层平面、纵面动用程度低,供液能力不足。周期内、周期间油井产量均呈现抛物线状变化。并对T82特稠油油藏投入开发10年来所做稳产措施进行分析评价。  关键词:特稠油;蒸汽吞吐;产量递减  前言  
期刊
摘 要:随着我国高速公路建设的加快与汽车市场的发展,在高速公路上运行的车辆越来越多,因此保障其安全行驶是极为重要的。本文建立了高速公路的应急预案管理仿真平台,利用较小的模型来对于高速公路的实际情况进行模拟,实时地展开监控,从而可以有效地识别事故,对于紧急情况做好行动预案,更大程度地保障高速公路的正常运行以及人民的生命财产安全。本文浅析高速公路应急预案管理仿真平台的构建与应用。  关键词:交通仿真;
期刊