王小明，王春峰

(南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，江蘇 南京 210046)

電子產(chǎn)品裝配線提升裝置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王小明，王春峰

(南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，江蘇 南京 210046)

針對電子產(chǎn)品裝配線提升裝置，設(shè)計(jì)了一種基于GPRS和485通訊的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用組態(tài)王軟件對提升裝置進(jìn)行監(jiān)控，通過GPRS和485通訊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場主控制器與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、現(xiàn)場設(shè)備之間的通訊鏈接，完成對提升裝置運(yùn)行過程的監(jiān)測和管理，并實(shí)時記錄提升裝置的運(yùn)行狀態(tài)，為維護(hù)和管理人員提供了實(shí)時、準(zhǔn)確、全面的信息。實(shí)驗(yàn)表明該監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護(hù)方便。

提升裝置；遠(yuǎn)程監(jiān)控；GPRS；485通訊

0 引言

工業(yè)自動化和信息化是實(shí)現(xiàn)工廠管理現(xiàn)代化和安全生產(chǎn)的重要手段，是工業(yè)發(fā)展的一大趨勢。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)控與調(diào)度管理，以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高[1-4]。電子產(chǎn)品裝配線提升裝置用于生產(chǎn)線上、下層之間物料的輸送，在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用。本文提出了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，該監(jiān)控系統(tǒng)利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對提升裝置運(yùn)行過程的監(jiān)測和管理，并將提升裝置運(yùn)行記錄進(jìn)行保存以便于維護(hù)人員的操作與管理。

1 電子產(chǎn)品裝配線提升裝置的功能描述

電子產(chǎn)品裝配線提升裝置用于將下層生產(chǎn)線(進(jìn)口生產(chǎn)線)上的產(chǎn)品運(yùn)送到上層生產(chǎn)線(出口生產(chǎn)線)，如圖1所示。SQ0～SQ9為位置開關(guān)，用于檢測工件位置；B1、B2為光電傳感器，用于感知是否有異物進(jìn)入提升裝置。其工作流程為：工裝板出現(xiàn)在SQ0處，如果提升機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，則阻擋氣缸YV1下降，允許工裝板前進(jìn)。工裝板隨著進(jìn)口生產(chǎn)線的移動運(yùn)行至SQ1位置，阻擋氣缸YV1彈起，防止下一塊工裝板跟隨前一塊工裝板一同進(jìn)入提升機(jī)的送料托臺，同時托臺送料電機(jī)M2正轉(zhuǎn)，將工裝板送入托臺；工裝板進(jìn)入提升小車，觸碰到位置開關(guān)SQ2，送料電機(jī)M2停止，提升電機(jī)M1低速啟動，提升小車低速上升，上升至SQ5位置時，電機(jī)M1高速運(yùn)行，小車快速上升，運(yùn)行至SQ6位置時，小車緩速上升，至SQ7時，小車停止上升，電機(jī)M2反轉(zhuǎn)將工件送出；工裝板觸碰到位置開關(guān)SQ9時，說明工件已經(jīng)完全離開提升小車，此時電機(jī)M2停轉(zhuǎn)；提升小車按照低速、高速、低速的方式返回到SQ4位置，開始下一個工作循環(huán)。小車在上升或下降時，如果B1或B2有信號，則說明有異物進(jìn)入提升裝置，提升裝置應(yīng)停止工作并發(fā)出報(bào)警信號。整個運(yùn)行過程中，SQ3和SQ8都不應(yīng)被觸發(fā)；如果SQ3和SQ8被觸發(fā)，說明托臺在上升或下降時超越行程，此時提升裝置應(yīng)立即停機(jī)并報(bào)警。

圖1 提升機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 基于GPRS的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件構(gòu)成

基于GPRS的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由GPRS無線通訊模塊、帶485通訊的FX3G PLC、人機(jī)界面、遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)和變頻器等組成，如圖2所示?，F(xiàn)場FX3G PLC通過485BD獲取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)由GPRS-DTU通訊模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程上位機(jī)通過訪問服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.1.1 GPRS模塊及通訊參數(shù)設(shè)置

無線通訊模塊采用了WG-8010 GPRS DTU，其通訊參數(shù)設(shè)置主要分為選擇通訊協(xié)議、設(shè)置服務(wù)器地址和端口號、選擇工作模式三步[5-6]。通訊協(xié)議是基于TCP/IP協(xié)議開發(fā)的Comway通訊協(xié)議，其與COMWAY DATA-SERVER通訊服務(wù)器建立連接。

圖2 無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.1.2 FX3G PLC與FR變頻器通訊

系統(tǒng)采用FX3G-40MR型號的PLC控制一臺F740變頻器，PLC與變頻器之間的通訊采用FX3G-485-BD通訊線纜，其接線方法：將FX3G-485-BD的RDA、RDB、SDA、SDB、SG端子分別與變頻器的SDA1、SDB1、RDA1、RDB1、SG的端子相接。接線完成后，對變頻器和PLC的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其兩者的參數(shù)設(shè)置要一致，否則將無法通訊。PLC參數(shù)設(shè)置對話框如圖3所示。

圖3 PLC與變頻通訊參數(shù)設(shè)置

接線完成后設(shè)置變頻器參數(shù)：將運(yùn)行模式Pr79設(shè)為0，通訊站號Pr331設(shè)為0，RS-485通訊速率Pr332設(shè)為384，通訊停止位長Pr333設(shè)為10，RS-485通訊奇偶校驗(yàn)選擇Pr334設(shè)為2，通訊再試次數(shù)和通訊校驗(yàn)時間間隔以及通訊等待時間都設(shè)為9999，通訊啟動模式選擇Pr340設(shè)為1，RS-485通訊CR/LF選擇Pr341設(shè)為1，通訊EEPROM寫入選擇Pr342設(shè)為0。完成參數(shù)設(shè)置后需要斷電重新啟動，參數(shù)才能生效。PLC與變頻器的通訊程序如圖4所示。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

提升裝置監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為手動/自動兩種工作模式。在手動模式下可手動控制提升小車的上升、下降；在自動模式下首先判斷提升小車是否在初始位置，然后再確認(rèn)小車的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)具體的工作流程如圖5所示。

3 遠(yuǎn)程組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)

系統(tǒng)遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)控是基于組態(tài)王6.55軟件設(shè)計(jì)的。組態(tài)軟件與現(xiàn)場控制器三菱 FX 3G PLC的FX-3G-232-BD通訊模塊進(jìn)行通訊，遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)控通過互聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)器，服務(wù)器與現(xiàn)場設(shè)備的無線通訊模塊相連，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

圖4 PLC與變頻器的通訊程序

圖5 系統(tǒng)工作流程圖

根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)完成的主監(jiān)控畫面如圖6所示，在運(yùn)行監(jiān)控畫面中，可以實(shí)現(xiàn)對提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工藝畫面顯示、報(bào)警記錄、操作日志、報(bào)表輸出等功能，方便操作人員的維護(hù)管理。

圖6 監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行主畫面

4 結(jié)論

該系統(tǒng)將GPRS無線通訊技術(shù)和RS485通訊技術(shù)相結(jié)合，并配合組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)

控，使管理員和現(xiàn)場操作員可以對提升裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、高效、實(shí)時的監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、故障率低、維護(hù)方便，對實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的互聯(lián)、提高生產(chǎn)效率有著重要的借鑒意義。

[1] 吉濤，荊學(xué)東.PLC網(wǎng)絡(luò)的無線通信方式研究[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2009，17(7)：1407-1409.

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Design of Remote Monitoring System for Electronic Product Assembly Line Lifting Appliance

WANG Xiao-ming, WANG Chun-feng

(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Nanjing College of Information Technology, Nanjing 210046, China)

A design scheme of the remote control system based on GPRS and 485 communication for electronic product assembly line lifting appliance is presented in the paper. Kingview software is used to monitor the lifting device. The GPRS and the 485 communication is used to achieve the communication between the remote monitoring center and field controller, and the communication between the field controllers. Monitoring and management of operation process is provided by this system. The lifting device operation process is recorded in real-time. It provides real-time, accurate, comprehensive information for the maintenance and management. Experiments show that the monitoring system has the advantages such as simple structure, high reliability, convenient maintenance.

lifting appliance; remote monitoring; GPRS; 485 communication

1672- 6413(2015)06- 0125- 03

南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目(YK20130205)

2015- 01- 28；

2015- 09- 20

王小明(1970-)，男，江蘇如皋人，工程師，大專。

TP273

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