大型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控系统研究.pdf

2 0 1 1 年 9月 第 3 9卷 第 1 7期 机床与液压 MACHI NE T0OL HYDRAULI CS S e p ． 2 01 1 Vo 1 ． 3 9 No ．1 7 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 1 7 ． 0 2 1 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 C I MS研 究所，安徽合肥 2 3 0 0 0 9 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 O MR O N的P L C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；P L C ；计算机通讯 中图分类号T G 3 1 5 ． 4 文献标识码B 文章编号1 0 0 1～ 3 8 8 1 2 0 1 1 1 7 0 7 0 2 Re s e a r c h o n Re mo t e M o n i t o r i ng S y s t e m o f La r g e NC Si n g l e d ua l Dy n a mi c Pl a t e St a mpi n g Hy d r a ul i c M a c h i n e L v D o n g m e i ．H A N J i a n g ．Q I A O Y i n h u I n s t i t u t e o f C I MS ， He f e i U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， H e f e i A n h u i 2 3 0 0 0 9，C h i n a Ab s t r a c t T h e a p p l i c a t i o n b a c k g r o u n d o f l a r g e NC s i n g l e d u a l d y n a mi c p l a t e s t a mp i n g h y d r a u l i c ma c h i n e wa s i n t r o d u c e d ． Ac c o r d i n g t o i t s p r a c t i c a l p r o d u c t i o n n e e d s ，t h e r e mo t e mo n i t o r i n g s y s t e m w a s d e s i g n e d ．T h e p u r p o s e o f r e mo t e mo n i t o r i n g h y d r a u l i c ma c h i n e d u r i n g t h e p r o d u c t i o n p r o c e s s w a s r e a l i z e d t h r o t t g h OMRO N P L C． Ke y wo r d s Hy d r a u l i c ma c h i n e ；Re mo t e mo n i t o r i n g ；P LC；Co mp u t e r c o mmu n i c a t i o n 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⋯。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 、基于 C A N总线的故障诊断以及基于 V B的分布式数控机床 远程监控与诊断系统研究 。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 。作 者选择 O MR O N的 P L C作为与计算机通讯的设备。 1 ． 2 O MR O N的 P L C与计算机通讯 为了适应 P L C网络化要求，扩大联 网功能 ，几 乎所有的 P L C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模块。在小型可编程控制器 上设有 R S 4 8 5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 R S 4 2 2或 R S 2 3 2 C接 口和计算机上的 R S 2 3 2 C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 R S 2 3 2 C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 。 1 ． 3 O MR O N P L C远 程监控 系统结构 _ ■■■豳跚豳糟■■■ 一 ，自动拨号 图 1 O M R O N P L C远程监控系统结构 收稿 日期 2 0 1 0 0 8 2 4 基金项 目国家重大科技专项资助项 目 2 0 0 9 Z X 0 4 0 0 4 - 0 2 1 ；安徽省 自然科学基金资助项 目 0 9 0 4 1 4 1 5 5 作者简介吕冬梅 1 9 8 0 一，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。 E ma i l 1 3 8 6 6 1 2 01 1 6 1 3 9 ． c o n。 第 1 7期 吕冬梅 等 大型数控单双动薄板冲压液压机的远程监控系统研究 ’ 7 1 目前 ，O M R O N P L C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 ． 4 O MR O N的 P L C网络 结构 O M R O N P L C网络类 型 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 O MR O N P L C，如 图 2所示 为 O M R O N公 司 的 P L C网络系统的结构体系示意图。 图 2 O MR O N公 司的 P L C网络 O MR O N的 P L C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 E t h e r n e t网外，H O S T L i n k网也可算在其中，因为 H O S T L i n k网主要用于计 算机对 P L C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 S Y S - MAC NE T、S Y S MAC L i n k、C o n t r o l l e r L i n k和 P L C L i n k 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 C o m p o B u s ／ D、C o m p o B u S和 R e m o t e I ／ O 网。 2重要问题分析 1 由于 O MR O N P L C E T N单元不支持域名解 析，只能使用 I P地址 ，所以必须使用真 I P 即断线 的情况下 ，I P不变 ，可以临时作为真 I P使用。 2 此次试验不局限于 C X P连接 P L C，也可以 使用 V B等开发软件、组态软件读写 P L C数据，也可 以由 P L C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 F i e l d b u s 技术 ，采用 C A N 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， 2 0 0 6 4 1 71 9 ． 【 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， 2 0 0 3 S 2 15 ． 【 3 】陈伟， 杨俊宇． 基于 V B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 ， 2 0 0 4 8 2 0 2 1 ． 【 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 ， 2 0 0 6 8 5 65 7 ． 【 5 】O M R O N公司 上海 ． O M R O N公司 O M R O N操作手册 [ M] ． 2 0 0 0 ． 【 6 ．】 王辉， 张亚妮 ， 徐江伟． 欧姆龙 系列 P L C原理及应用 [ M] ． 北京 人民邮电出版社， 2 0 0 9 ． 【 7 】李正军． 现场总线及应用技术[ M] ． 北京 机械工业出版 社 。 2 0 0 5 ． 上接 第 6 9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 】蔡茂林 ， 香川利春． 气动系统的能量消耗评价体系及能 量损失分析[ J ] ． 机械工程学报， 2 0 0 7 9 7 1 ． 【 2 】 鲁欣南． 变频技术应用于空压机节能改造的控制策略分 析[ J ] ． 浙江电力 ， 2 0 0 8 5 3 63 8 ． 【 3 】 蔡茂林． 固定容腔的充放气[ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 0 7 3 4 3 4 7 ． 丁 信 息 层 十 丁 控 制 层 t 丁器 件 层