生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)開發(fā)

1、生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)開發(fā)摘要：本文主要針對(duì)于生產(chǎn)線運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)采 集處理情況，分析了生產(chǎn)線運(yùn)行過程中的主要故障因素，并 最終提出了生產(chǎn)線與故障診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線；監(jiān)測(cè)；故障診斷；數(shù)據(jù)采集。1引言生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)與故障診斷是對(duì)加工及調(diào)試過程中機(jī)床產(chǎn) 生的各種信息進(jìn)行獲取、傳輸、處理、分析和控制調(diào)整。具 體地說就是對(duì)生產(chǎn)線運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種物理量（如聲、 電、熱、力、振動(dòng)等）用先進(jìn)的傳感器接收，進(jìn)行信息傳輸 和信號(hào)處理，從分析處理的結(jié)果來對(duì)生產(chǎn)線的工況及產(chǎn)品質(zhì) 量進(jìn)行控制調(diào)整，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào)，并對(duì)所發(fā)生的故 障進(jìn)行診斷和報(bào)警，確定故障所在及故障原因，并提出維護(hù) 決策與建議

2、以便采取有效的措施，迅速排除故障。2生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)開發(fā)的意義對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì) 算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與故障診斷具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可監(jiān)控到生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 備安裝調(diào)試、運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的全程監(jiān)控與管理。（2）可擴(kuò)大資源的共享范疇，建立大量的故障診斷數(shù) 據(jù)庫和知識(shí)庫：實(shí)現(xiàn)全方位、異地診斷，從而大大提高故障 診斷的準(zhǔn)確性。(3) 可以具有良好的跨平臺(tái)性，由于該系統(tǒng)把復(fù)雜的 應(yīng)用程序放在了服務(wù)器上，客戶端無需清楚程序和數(shù)據(jù)的具 體位置，使得遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷變得更加簡(jiǎn)易方便。(4) 通過對(duì)機(jī)床監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，可匯總故障 信息，提高對(duì)生產(chǎn)線

3、故障的預(yù)見及診斷能力，使生產(chǎn)線功能 得到進(jìn)一步的完善。3生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)原理生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由三大部分組成：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)。1) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊主要分為二級(jí)與三級(jí)兩種。二級(jí)是將生產(chǎn) 線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)采集器與遠(yuǎn)程服務(wù)器兩級(jí)，數(shù)據(jù)從 現(xiàn)場(chǎng)采集器直接傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。三級(jí)是指在現(xiàn) 場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程服務(wù)器間加上一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集工作 站，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集工作站將多個(gè)數(shù)據(jù)采集器采集來的數(shù)據(jù)傳 輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器。2) 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)根據(jù)不同的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸模塊也分為兩種。 一種就是將數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)采集器經(jīng)光纜或無線電波與以 太網(wǎng)相連，與遠(yuǎn)程服

4、務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另一種是數(shù)據(jù)采集 器通過總線等方式與現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集站相連，再由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) 采集站與遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此外，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的普及，手機(jī)，平板電腦等也 開始在生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮更加靈活機(jī)動(dòng)的作用。手機(jī)短信 是一種革新的現(xiàn)代通訊功能，使用手機(jī)上的短信功能，只要 給數(shù)控機(jī)床配置一臺(tái)gsm調(diào)制解調(diào)器以及一張sim卡，就可 以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的智能短信功能。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)到機(jī)床有工作 異常時(shí)，能夠'主動(dòng)地”給相關(guān)人員發(fā)送短信。因此，機(jī)床 的短信功能可以彌補(bǔ)大多數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的被動(dòng)監(jiān)測(cè)模式的不 足。3）監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集器采集并上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，對(duì)機(jī) 床狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整

5、，如果有需要人工來完成的工作，則還 能給出報(bào)警信息，從而完成遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷。4生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)例該項(xiàng)目主要構(gòu)建主要由智能化高速車削中心和工業(yè)機(jī) 器人等設(shè)備組成的自動(dòng)生產(chǎn)線，將智能化高速車削中心與機(jī) 器人自動(dòng)上下料裝置、自動(dòng)化搬運(yùn)系統(tǒng)、視覺檢測(cè)技術(shù)等集 成，并根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的需求，將各個(gè)分離的設(shè)備、功能和信 息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中連接成為一 個(gè)完整、可靠、經(jīng)濟(jì)和有效的整體，彼此協(xié)調(diào)工作，并使資 源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的管理，最終發(fā)揮 整體效益，使得機(jī)器人智能化高速車削中心生產(chǎn)線的整體性 能達(dá)到最優(yōu)。為了準(zhǔn)確快捷地監(jiān)測(cè)出機(jī)床的工作狀態(tài)，可以從眾多數(shù) 據(jù)中選

6、擇出能敏感地反應(yīng)狀態(tài)變化且能實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)作 為監(jiān)測(cè)參數(shù)，然后在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 通常需要采集的數(shù)據(jù)應(yīng)能敏銳地反應(yīng)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)的早期故 障，并且具有相對(duì)的穩(wěn)定性。對(duì)于機(jī)床的旋轉(zhuǎn)部件主要有如下狀態(tài)數(shù)據(jù)：振動(dòng)信號(hào)、 軸心位置、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等；對(duì)往復(fù)部件的表面振動(dòng)及溫度進(jìn)行 監(jiān)測(cè)可以判斷往復(fù)部件的磨損狀況；對(duì)液壓裝置、冷卻系統(tǒng) 及潤(rùn)滑系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有：壓力、流量、液位、溫度、振動(dòng) 等；對(duì)電氣系統(tǒng)通常進(jìn)行電壓、電流、功率和磁場(chǎng)強(qiáng)度的監(jiān) 測(cè)。該項(xiàng)目開發(fā)的生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)如圖1所示。圖1生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，可匯總經(jīng)驗(yàn)，提高 對(duì)故障的預(yù)見及診斷能力，同時(shí)可了解產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，在 設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其功能得到進(jìn)一步的完善。5結(jié)語本項(xiàng)目中通過車間網(wǎng)絡(luò)布線和自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)采集， 完成生產(chǎn)線的監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)，并在實(shí)踐中進(jìn)行 驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化控制提供了可行性方 案。參考文獻(xiàn)1姚軍自動(dòng)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集在mes系統(tǒng)中的運(yùn)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(shè)備管 理與維修，2007 (7).3劉麗.基于opc xml-da實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控的研究與 設(shè)