遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是以互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ),，通過(guò)設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備互聯(lián)等手段組成智能加工網(wǎng),，高效完成加工任務(wù),。企業(yè)要實(shí)現(xiàn)智能制造，首先要解決的問(wèn)題是車(chē)間設(shè)備信息的自動(dòng)化采集,。
面向制造車(chē)間,，目前研究?jī)H能獲取單一的或較少種類(lèi)的信息，信息的集成度還比較低,，因此有必要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種面向制造車(chē)間設(shè)備的多源信息采集方案,。多源信息采集由于涉及到的設(shè)備具有多種類(lèi)、多接口與多協(xié)議的特點(diǎn),，很難形成統(tǒng)一的采集方法,，為解決以上提到的問(wèn)題，本文引入一套工具集軟件WebAccess,，利用其內(nèi)部集成的多種通信協(xié)議,，串聯(lián)制造車(chē)間的觸摸屏、智能電表、溫濕度傳感器及發(fā)那科,、西門(mén)子,、海德漢和三菱４種主流數(shù)控機(jī)床等設(shè)備，完成車(chē)間多種設(shè)備數(shù)據(jù)的采集,、分析與存儲(chǔ),，以實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量,，降低生產(chǎn)成本和資源消耗等目標(biāo),。
數(shù)據(jù)采集類(lèi)型：
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備通信需求，采集類(lèi)型大致分為以下４種：
（1）數(shù)控系統(tǒng)通訊采集,，通過(guò)研究多種數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部通訊協(xié)議,，調(diào)用二次開(kāi)發(fā)軟件包讀取數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)機(jī)床主軸、PLC和診斷數(shù)據(jù)等信號(hào),。
（2）電表通信采集,，通過(guò)采集電表內(nèi)電壓、電流,、功率和諧波等數(shù)據(jù),，評(píng)估制造車(chē)間電力品質(zhì)，尋找節(jié)能措施,，減少車(chē)間能耗,。
（3）觸摸屏通信采集，觸摸屏記錄數(shù)控機(jī)床待機(jī)原因,、工人工號(hào),、工件號(hào)和已加工量等信息，可以完善車(chē)間數(shù)控機(jī)床的設(shè)備利用率數(shù)據(jù),，作為車(chē)間生產(chǎn)進(jìn)度和生產(chǎn)品質(zhì)分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。
（4）溫濕度傳感器通訊采集，傳感器內(nèi)置的ＷiFi模塊提供接入點(diǎn)和工作站的功能,，客戶(hù)端既可連接熱點(diǎn)查看溫濕度信息,，也可以通過(guò)搜尋傳感器的IP地址來(lái)采集信息。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
制造車(chē)間的設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層,、車(chē)間SCADA層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層組成,，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架：
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)常用的網(wǎng)絡(luò)框架有C/S結(jié)構(gòu)和B/S結(jié)構(gòu),。采用C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)雖然具有響應(yīng)速度快,、交互能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但在安裝,、維護(hù)與管理方面的難度大,，
B/S結(jié)構(gòu)是對(duì)C/S 結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造形成的結(jié)構(gòu),，具有維護(hù)簡(jiǎn)單和共享性強(qiáng)的特性，本文采用基于B/S架構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),。系統(tǒng)的控制軟件采用Ｃ＃語(yǔ)言基于.NET Framework平臺(tái)開(kāi)發(fā),，網(wǎng)絡(luò)框架如下圖所示。
網(wǎng)絡(luò)框架
SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過(guò)ODBC接口從數(shù)據(jù)采集服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù),，并存入到相應(yīng)的表中。Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間通過(guò)采用HTTP/HTTPS協(xié)議進(jìn)行Socket通信,，Web服務(wù)器解釋執(zhí)行ASP文件,，將ActiveX 控件下載到客戶(hù)端瀏覽器后，用戶(hù)即可進(jìn)入包含設(shè)備運(yùn)行畫(huà)面和虛擬操作控制面板的遠(yuǎn)程監(jiān)控頁(yè)面,，設(shè)備監(jiān)控畫(huà)面和運(yùn)行狀態(tài)（包括溫度,、電壓、實(shí)時(shí)位置,、主軸負(fù)載和進(jìn)給等）信息隨著現(xiàn)場(chǎng)的反饋同步更新,；用戶(hù)在Web瀏覽器的虛擬控制面板上向數(shù)控機(jī)床發(fā)送指令，Web服務(wù)器將指令轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,，在收到瀏覽器的指令并確認(rèn)后,，執(zhí)行相應(yīng)的功能模塊，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各數(shù)控機(jī)床的監(jiān)視和控制,。
設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)方式：
為兼容觸摸屏,、智能電表、溫濕度傳感器,、發(fā)那科,、西門(mén)子、三菱和海德漢數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,，系統(tǒng)兼容多種通信協(xié)議和通信接口,。通信協(xié)議包括Modbus RTU、Modbus TCP,、FOCAS,、OPCUA、A2,、LSV-2等,，其中涉及的數(shù)據(jù)采集接口包括RS485、DNC和以太網(wǎng)口等通用接口,。
功能面板設(shè)計(jì)：
采集的數(shù)據(jù)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,，主要包括數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)信息、工藝信息,、觸摸屏的生產(chǎn)信息,、智能電表的電力信息與溫濕度傳感器的環(huán)境信息等,。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行效率、利用率,、生產(chǎn)品質(zhì)與生產(chǎn)進(jìn)度等方面的統(tǒng)計(jì)分析,，了解機(jī)床、毛坯和刀具的利用率,，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際找出提高資源利用率的有效措施,；分析生產(chǎn)進(jìn)度信息，合理地制定生產(chǎn)計(jì)劃,，以使工人與設(shè)備等關(guān)鍵資源負(fù)載均衡,；工件品質(zhì)分析，關(guān)聯(lián)機(jī)床信息定位影響加工質(zhì)量的原因,；分析工人品質(zhì)數(shù)據(jù),，確定工人的工藝水平。功能結(jié)構(gòu)如下圖所示,。
功能結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：
所研究的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在某個(gè)制造車(chē)間中完成了生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn),，該車(chē)間分布多臺(tái)具有以太網(wǎng)口的FANU ０i－MD數(shù)控機(jī)床，每臺(tái)數(shù)控機(jī)床附近配有一個(gè)觸摸屏,，車(chē)間分布的溫濕度傳感器獲取生產(chǎn)環(huán)境信息,、智能電表監(jiān)控電力品質(zhì)和統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)能耗。
數(shù)據(jù)采集軟件運(yùn)行在Windows 10專(zhuān)業(yè)版系統(tǒng)的筆記本電腦上,，通過(guò)以太網(wǎng)口和數(shù)控機(jī)床相連,。設(shè)備由以前的信息孤島轉(zhuǎn)變?yōu)檎麄€(gè)工廠的信息節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了制造車(chē)間的數(shù)字化,。