大型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控系统研究

1、2011年9月第39卷第17期机床与液压 收稿日期:20100824基金项目:国家重大科技专项资助项目(2009ZX04004-021;安徽省自然科学基金资助项目(090414155作者简介:吕冬梅(1980,女,博士研究生,讲师,主要研究方向为数控系统及数控机床的远程监控和故障诊断。大型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控系统研究吕冬梅,韩江,乔印虎(合肥工业大学CIMS 研究所,安徽合肥230009摘要:介绍大型数控单双动薄板冲压液压机的应用背景,并根据其实际生产的需要,进行远程监控系统的设计,通过OMRON 的PLC 实现实际生产过程中对液压机远程监控的目的。关键词:液压机;远程监控;PL

2、C ;计算机通讯中图分类号:TG315.4文献标识码:B 文章编号:10013881(2011170702Research on Remote Monitoring System of Large NC Single-dualDynamic Plate Stamping Hydraulic MachineLV Dongmei ,HAN Jiang ,QIAO Yinhu(Institute of CIMS ,Hefei University of Technology ,Hefei Anhui 230009,China Abstract :The application background

3、of large NC single-dual dynamic plate stamping hydraulic machine was introducedAc-cording to its practical production needs ,the remote monitoring system was designedThe purpose of remote monitoring hydraulic ma-chine during the production process was realized through OMRON PLCKeywords :Hydraulic ma

4、chine ;Remote monitoring ;PLC ;Computer communication大型数控单双动薄板冲压液压机主要用于金属薄板件的冲压及拉伸工艺。薄板冲压具有制成品形状及尺寸精度稳定、生产效率高、加工成本低、适合于批量生产等特点。目前用于薄板冲压的设备主要有液压机和机械压力机,但在需要深拉伸和大拉伸力时机械压力机很难满足要求1。如今,各种原理应用于普通数控机床故障诊断的比比皆是,比如基于匹配滤波模型神经网络在数控机床故障诊断中的应用2、基于CAN 总线的故障诊断以及基于VB 的分布式数控机床远程监控与诊断系统研究3。而应用于大型数控单双动薄板冲压液压机的很罕见,作者就大

5、型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控做重点讨论。1系统设计1.1系统设计原理大型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控是利用以太网网络广域连接于客户正在使用的薄板冲压液压机上,对该机信号进行检测,以判断此液压机的故障所在,并根据具体情况进行在线或离线修复,系统采用即连式网络或广域网络连接技术,可在以太网网络所通达之地域进行服务。服务器端可对远在异地的薄板冲压液压机上的运行状况实时监测和调控4。作者选择OMRON 的PLC 作为与计算机通讯的设备。1.2OMRON 的PLC 与计算机通讯为了适应PLC 网络化要求,扩大联网功能,几乎所有的PLC 生产商为可编程控制器开发了与上位机通讯的接口或专用通讯

6、模块。在小型可编程控制器上设有RS485通讯接口;在中大型可编程控制器上设有专用的通讯模块。可编程控制器与计算机之间的通讯正是通过可编程控制器上的RS422或RS232C 接口和计算机上的RS232C 接口进行的。可编程控制器与计算机之间的信息交换方式,一般采用字符串、双工或半双工、异步、串行通信方式。因此,凡具有RS232C 口并能输入输出字符串的计算机都可以用于和可编程控制器的通讯5。1.3OMRON PLC远程监控系统结构图1OMRON PLC 远程监控系统结构目前,OMRON PLC 远程监控系统结构如图1所示,操作计算机通过自动拨号和广域网,实现对冲压液压机的远程控制。1.4OMRO

7、N 的PLC 网络结构OMRON PLC 网络类型6较多,功能齐全,可以适用各种层次工业自动化网络的不同需要。此项目中采用的即OMRON PLC ,如图2所示为OMRON 公司的PLC 网络系统的结构体系示意图 。图2OMRON 公司的PLC 网络OMRON 的PLC 网络结构体系大体分为3个层次:信息层、控制层和器件层。信息层是最高层,负责系统的管理与决策,除了Ethernet 网外,HOST Link 网也可算在其中,因为HOST Link 网主要用于计算机对PLC 的管理和监控。控制层是中间层,负责生产过程的监控、协调和优化,该层的网络有SYS-MAC NET 、SYSMAC Link

8、、Controller Link 和PLC Link 网。器件层是最低层,为现场总线网,直接面对现场器件和设备,负责现场信号的采集及执行元件的驱动,有Compo Bus /D 、Compo Bus /S 和Remote I /O 网。2重要问题分析(1由于OMRON PLC ETN 单元不支持域名解析,只能使用IP 地址,所以必须使用真IP (即断线的情况下,IP 不变,可以临时作为真IP 使用。(2此次试验不局限于CX-P 连接PLC ,也可以使用VB 等开发软件、组态软件读写PLC 数据,也可以由PLC 主动上传数据到计算机。3结论在此项目中,有关远程监控技术方面,重点研究方向如下:(1远

9、程监控系统硬件系统、软件系统的开发;(2远程监控系统实验台的建立;(3联机实验。设备的远程监控系统是计算机科学、通信技术与故障诊断技术相结合的一种新型设备故障诊断模式。远程监控系统的诊断对象是工业现场的生产设备,网上传输的是设备运行的状态信息及故障诊断所需的信息。该项目基于现场总线(Field bus 技术,采用CAN 7总线开发远程监控控制器,开发实验平台验证远程监控控制器的可靠性,并最终和大型数控双动薄板冲压液压机进行相关联机实验,保证检测信息的准确传递,较好地连接各监测设备,使诊断更可靠、有效。参考文献:【1】李贵闪,何晓燕,荣兆杰我国液压机行业的现状及发展J 锻压装备与制造技术,200

10、6(4:1719【2】宋刚,胡德金基于匹配滤波模型神经网络在数控机床故障诊断中的应用J 上海交通大学学报,2003(S2:15【3】陈伟,杨俊宇基于VB 的分布式数控机床远程监控与诊断系统研究J 组合机床与自动化加工技术,2004(8:2021【4】李海军,陈庆华大型数控液压机远程诊断可视化系统J 机械设计,2006(8:5657【5】OMRON 公司(上海OMRON 公司OMRON 操作手册M 2000【6】王辉,张亚妮,徐江伟欧姆龙系列PLC 原理及应用M 北京:人民邮电出版社,2009【7】李正军现场总线及应用技术M 北京:机械工业出版社,2005(上接第69页6结论作者针对不同品牌、型号及生产日期的螺杆空压机进行联动控制的要求,通过开发空压机终端通信单元将现场总线应用于整个空压机群的联动控制系统,布线简单、组网灵活、维护方便。解决了以往不同品牌、型号及生产日期的螺杆空压机不能联动控制的问题,提高了整个螺杆空压机群运行的自动化控制水平,为企业中空压机群的节能运行提供了控制手段,在使用螺杆空压机的企业中具有广泛的应用价值。由于现场总线的特性和可扩展性强,如果工厂中空压机房多、空压机数量多或新增购空压机等,只需增加相应的通信电缆和空压机终端通信单元,适当修改软件就可在较小的投入下方便地实现空压机联网控制。参考文献:【1】