生產線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)開發(fā)

1、生產線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)開發(fā)摘要：本文主要針對于生產線運行過程中的數據采 集處理情況，分析了生產線運行過程中的主要故障因素，并 最終提出了生產線與故障診斷系統(tǒng)的實現方法。關鍵詞：生產線；監(jiān)測；故障診斷；數據采集。1引言生產線監(jiān)測與故障診斷是對加工及調試過程中機床產 生的各種信息進行獲取、傳輸、處理、分析和控制調整。具 體地說就是對生產線運行過程中出現的各種物理量（如聲、 電、熱、力、振動等）用先進的傳感器接收，進行信息傳輸 和信號處理，從分析處理的結果來對生產線的工況及產品質 量進行控制調整，對其發(fā)展趨勢進行預報，并對所發(fā)生的故 障進行診斷和報警，確定故障所在及故障原因，并提出維護 決策與建議

2、以便采取有效的措施，迅速排除故障。2生產線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)開發(fā)的意義對生產線進行監(jiān)控，通過網絡將監(jiān)控數據傳輸至遠程計 算機上進行數據分析與故障診斷具有以下優(yōu)點：（1）可監(jiān)控到生產線設備的運行狀態(tài)，以便對現場設 備安裝調試、運行過程實現實時的全程監(jiān)控與管理。（2）可擴大資源的共享范疇，建立大量的故障診斷數 據庫和知識庫：實現全方位、異地診斷，從而大大提高故障 診斷的準確性。(3) 可以具有良好的跨平臺性，由于該系統(tǒng)把復雜的 應用程序放在了服務器上，客戶端無需清楚程序和數據的具 體位置，使得遠程監(jiān)控與故障診斷變得更加簡易方便。(4) 通過對機床監(jiān)控數據進行分析統(tǒng)計，可匯總故障 信息，提高對生產線

3、故障的預見及診斷能力，使生產線功能 得到進一步的完善。3生產線監(jiān)測系統(tǒng)的技術原理生產線監(jiān)測系統(tǒng)主要由三大部分組成：數據采集系統(tǒng)、 數據傳輸系統(tǒng)與監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)。1) 數據采集系統(tǒng)數據采集模塊主要分為二級與三級兩種。二級是將生產 線數據采集系統(tǒng)分為現場采集器與遠程服務器兩級，數據從 現場采集器直接傳輸至遠程服務器數據庫中。三級是指在現 場數據采集器與遠程服務器間加上一個現場數據采集工作 站，現場數據采集工作站將多個數據采集器采集來的數據傳 輸至遠程服務器。2) 數據傳輸系統(tǒng)根據不同的數據采集系統(tǒng)，數據傳輸模塊也分為兩種。 一種就是將數據直接從數據采集器經光纜或無線電波與以 太網相連，與遠程服

4、務器進行數據交換。另一種是數據采集 器通過總線等方式與現場的數據采集站相連，再由現場數據 采集站與遠程服務器進行數據交換。此外，隨著現代信息技術的普及，手機，平板電腦等也 開始在生產線監(jiān)測領域發(fā)揮更加靈活機動的作用。手機短信 是一種革新的現代通訊功能，使用手機上的短信功能，只要 給數控機床配置一臺gsm調制解調器以及一張sim卡，就可 以實現機床的智能短信功能。當數控系統(tǒng)檢測到機床有工作 異常時，能夠'主動地”給相關人員發(fā)送短信。因此，機床 的短信功能可以彌補大多數監(jiān)測系統(tǒng)的被動監(jiān)測模式的不 足。3）監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)對數據采集器采集并上傳的數據進行處理、分析，對機 床狀態(tài)進行遠程調整

5、，如果有需要人工來完成的工作，則還 能給出報警信息，從而完成遠程監(jiān)控與故障診斷。4生產線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)實例該項目主要構建主要由智能化高速車削中心和工業(yè)機 器人等設備組成的自動生產線，將智能化高速車削中心與機 器人自動上下料裝置、自動化搬運系統(tǒng)、視覺檢測技術等集 成，并根據生產企業(yè)的需求，將各個分離的設備、功能和信 息等集成到相互關聯的、統(tǒng)一和協(xié)調的系統(tǒng)之中連接成為一 個完整、可靠、經濟和有效的整體，彼此協(xié)調工作，并使資 源達到充分共享，實現集中、高效、便利的管理，最終發(fā)揮 整體效益，使得機器人智能化高速車削中心生產線的整體性 能達到最優(yōu)。為了準確快捷地監(jiān)測出機床的工作狀態(tài)，可以從眾多數 據中選

6、擇出能敏感地反應狀態(tài)變化且能實時采集的數據作 為監(jiān)測參數，然后在監(jiān)測系統(tǒng)中進行監(jiān)測以及數據的存儲。 通常需要采集的數據應能敏銳地反應和預報系統(tǒng)的早期故 障，并且具有相對的穩(wěn)定性。對于機床的旋轉部件主要有如下狀態(tài)數據：振動信號、 軸心位置、轉子轉速等；對往復部件的表面振動及溫度進行 監(jiān)測可以判斷往復部件的磨損狀況；對液壓裝置、冷卻系統(tǒng) 及潤滑系統(tǒng)的監(jiān)測數據有：壓力、流量、液位、溫度、振動 等；對電氣系統(tǒng)通常進行電壓、電流、功率和磁場強度的監(jiān) 測。該項目開發(fā)的生產線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)如圖1所示。圖1生產線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)通過對采集到的數據進行分析統(tǒng)計，可匯總經驗，提高 對故障的預見及診斷能力，同時可了解產品的薄弱環(huán)節(jié)，在 設計時對機床結構進行優(yōu)化，使其功能得到進一步的完善。5結語本項目中通過車間網絡布線和自動化設備的數據采集， 完成生產線的監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的設計開發(fā)，并在實踐中進行 驗證，為實現企業(yè)生產現場的自動化控制提供了可行性方 案。參考文獻1姚軍自動化生產數據采集在mes系統(tǒng)中的運用m江西化工，2008(4)2梁海波.fanuc 18i系統(tǒng)故障分析與解決m.設備管 理與維修，2007 (7).3劉麗.基于opc xml-da實現遠程實時監(jiān)控的研究與 設