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案例頻道目前，國內大多數機床監控系統屬于專(zhuān)用系統，其開(kāi)放性較差，已不能滿(mǎn)足當今制造業(yè)的發(fā)展需求，屬于工廠(chǎng)內典型的 “自動(dòng)化孤島”。而計算機軟件技術(shù)及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，使得工廠(chǎng)自動(dòng)化設備的互聯(lián)成為可能。組態(tài)軟件作為自動(dòng)化系統“水平”和“垂直”集成的橋梁和紐帶[1]，已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。組態(tài)監控技術(shù)為實(shí)施數據采集、過(guò)程監控、生產(chǎn)控制提供了基礎平臺，與檢測部件、控制部件構成復雜的應用系統，在節能、提高計量精度、改善產(chǎn)品質(zhì)量、完成部門(mén)間精確傳遞生產(chǎn)信息等方面發(fā)揮核心作用，有利于企業(yè)消除信息孤島、降低運作成本、提高生產(chǎn)效率、加快市場(chǎng)反應速度。
2.電火花毛化加工機床監控系統
電火花毛化加工（Electro-discharge Texturing,縮寫(xiě)為EDT）工藝將軋輥作為工件電極，以銅或石墨作為工具電極，將軋輥和工具電極均浸沒(méi)在絕緣工作液中，電火花放電加工在軋輥表面形成凹坑和凸起。隨著(zhù)軋輥的勻速旋轉和軸向往復直線(xiàn)運動(dòng)，軋輥表面的凹坑凸起螺旋線(xiàn)交叉密化重疊就形成了由隨機無(wú)序的凹坑凸起組成的毛化形貌（如圖1所示）[2]。經(jīng)電火花毛化軋輥冷軋而成的毛化鋼板因具有良好的沖壓性和涂覆性而在汽車(chē)、家電等行業(yè)中被廣泛使用。
電火花毛化加工機床采用上下位計算機結構的監控系統實(shí)現信息管理和過(guò)程監控兩方面功能。下位機采用以順序邏輯控制和開(kāi)關(guān)量信息處理見(jiàn)長(cháng)的可編程控制器，負責軋輥旋轉和軸向運動(dòng)、電極伺服運動(dòng)、脈沖電源電壓電流輸出和工作液循環(huán)過(guò)濾等協(xié)調工作[2]。上位機采用工業(yè)控制計算機和Windows2000作為硬件和軟件平臺、利用力控2.6版監控組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)了電火花毛化加工本地監控程序和車(chē)間生產(chǎn)管理系統，并且通過(guò)以太網(wǎng)建立了遠程監控站、IE瀏覽站等應用程序。上位機通過(guò)FX2N-232-BD機能擴充板，采用RS232C串口通信協(xié)議，利用組態(tài)軟件自備的I/O設備驅動(dòng)程序與下位機PLC進(jìn)行通信。
3.電火花毛化加工本地監控
電火花毛化加工本地監控，即電火花毛化加工機床上位機系統，一方面
?。?）對試驗機床的軋輥加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，以動(dòng)畫(huà)的形式形象地表示。
?。?）對試驗機床的工作液循環(huán)系統進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，在整個(gè)軋輥的加工過(guò)程中，動(dòng)態(tài)地反映工作液系統的工作情況。
?。?）對預先設置好的幾組軋輥加工工藝參數和工作液循環(huán)系統控制參數進(jìn)行選擇，也可進(jìn)行手動(dòng)設置和修改，并可以通過(guò)DDE方式與第三方軟件Excel進(jìn)行通信，將修改的參數進(jìn)行保存。
?。?）接受車(chē)間一級的管理系統下達的工作任務(wù)，并可選擇其中的某一個(gè)任務(wù)進(jìn)行執行。
?。?）實(shí)時(shí)地反映報警信息。當系統中出現故障時(shí)，報警窗口自動(dòng)彈出，同時(shí)提供聲音報警（可選擇），并可查詢(xún)歷史報警信息。
?。?）實(shí)時(shí)反映某些預先設定的變量的變化趨勢，并可查詢(xún)歷史趨勢。
?。?）歷史報表功能，可查詢(xún)預設定變量在歷史某一段時(shí)間內的若干個(gè)時(shí)刻的值。
?。?）變量總貌功能，可查看系統所有區域所有單元的變量的當前值。
?。?0）對操作人員進(jìn)行管理，具有用戶(hù)登錄、注銷(xiāo)和修改口令等功能。另外，通過(guò)事件記錄還可以查詢(xún)操作人員的登錄和操作情況。
下位機主要負責對機床的故障判別和狀態(tài)檢測，并把這些信息傳遞給上位機等待命令，以及對軋輥加工子系統和工作液循環(huán)子系統進(jìn)行控制。上位機則負責接收下位機信息，實(shí)時(shí)反映機床的工作狀態(tài)和報警信息，以及對軋輥加工的工藝參數和工作液循環(huán)系統的控制參數進(jìn)行設置，同時(shí)還要接受車(chē)間級管理系統下達的工作任務(wù)。
此外，通過(guò)組態(tài)軟件提供的標準DDE接口，監控系統建立了與第三方軟件Microsoft Excel的連接，利用Excel報表功能對工藝參數和控制參數進(jìn)行修改和保存。
4.軋輥毛化加工車(chē)間生產(chǎn)管理系統
傳統制造業(yè)的觀(guān)念將不能夠適應當前生產(chǎn)力的發(fā)展要求，工廠(chǎng)的信息化管理勢在必行。工廠(chǎng)的生產(chǎn)管理部門(mén)及時(shí)準確全面地掌握生產(chǎn)現場(chǎng)的作業(yè)信息，根據市場(chǎng)的需求變化并結合車(chē)間生產(chǎn)情況及時(shí)地調整生產(chǎn)計劃?；诹?.6版組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的軋棍毛化加工車(chē)間生產(chǎn)管理系統，實(shí)現了軋棍毛化加工車(chē)間軋輥檢測、軋棍磨光、軋輥毛化多步工序機床的集中監控和生產(chǎn)任務(wù)調度。該系統包括以下幾個(gè)模塊：（1）機床集中監控模塊。該模塊主要反映軋輥檢測機、軋輥磨床和軋輥毛化加工機床的運行狀態(tài)、故障報警情況和工作任務(wù)的完成情況；（2）任務(wù)管理模塊。該模塊負責車(chē)間機床的工作任務(wù)分配和統計；（3）歷史數據查詢(xún)模塊。該模塊實(shí)現歷史報警查詢(xún)、歷史趨勢查詢(xún)等；（4）人員管理模塊。定期或者不定期對技術(shù)人員、操作人員進(jìn)行工作分工、工作權限密碼授權等方面管理。
車(chē)間管理系統向機床下達工作任務(wù)的實(shí)現原理如圖4所示。通過(guò)組態(tài)軟件提供的開(kāi)放數據庫互連（open database connectivity，英文簡(jiǎn)稱(chēng)ODBC）接口與Access數據庫互連，將工作任務(wù)信息從數據庫中讀出，然后通過(guò)力控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò )應用程序NetServer和NetClient實(shí)現車(chē)間管理系統和機床監控系統兩個(gè)系統的實(shí)時(shí)數據庫共享，將工作任務(wù)傳達給電火花毛化加工機床及其它機床。
5.EDT機床的遠程監控和基于Web的遠程監視
EDT機床的遠程監控站的各組成窗口與本地站的完全一樣，所不同的是遠程站本身并不連接I/O設備，而是通過(guò)力控基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )應用程序NetClient與NetServer建立的連接，來(lái)訪(fǎng)問(wèn)本地站的力控實(shí)時(shí)數據庫，進(jìn)而訪(fǎng)問(wèn)本地站的變量并通過(guò)其來(lái)訪(fǎng)問(wèn)I/O設備。遠程站共享本地站的部分變量，所以當本地站的變量發(fā)生變化時(shí)，遠程站的相應變量也發(fā)生變化，反之亦是如此。從而，遠程站實(shí)現了遠程實(shí)時(shí)監控EDT機床的功能（如圖2所示）。
生產(chǎn)管理者已經(jīng)不再滿(mǎn)足于在辦公室內直接監控工業(yè)現場(chǎng)，基于網(wǎng)絡(luò )瀏覽器的Web方式正在成為遠程監控的主流。
利用力控組態(tài)軟件的Web發(fā)布功能，方便地將軋輥的毛化加工過(guò)程發(fā)布到Internet上，為機床行業(yè)的專(zhuān)業(yè)人士提供了共享的信息，如圖3所示。
6.結語(yǔ)
組態(tài)監控技術(shù)是自動(dòng)化系統中的重要組成部分，將會(huì )大大地推動(dòng)制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，提高整個(gè)制造業(yè)的自動(dòng)化水平及其信息的集成度。
本文介紹的EDT機床監控系統、軋輥毛化加工車(chē)間生產(chǎn)管理系統以及EDT遠程監控站，在試驗機床上實(shí)際運行以來(lái)，一直穩定可靠，較好地實(shí)現了預先設計的功能。利用組態(tài)軟件這樣開(kāi)放性較好的平臺工具建立機床監控系統，可以很好地實(shí)現工廠(chǎng)內不同自動(dòng)化設備間的互連，不失為建立管控一體化網(wǎng)絡(luò )制造體系的一個(gè)途徑。
本文將介紹基于力控2.6版監控組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“力控2.6”）的電火花毛化加工機床監控系統，同時(shí)利用力控2.6還建立了軋輥毛化加工車(chē)間生產(chǎn)管理系統，以及電火花毛化加工機床的遠程監控站。力控2.6具有方便的操作環(huán)境、豐富的圖形處理功能、強大的實(shí)時(shí)數據庫以及網(wǎng)絡(luò )功能，運行穩定可靠，可以滿(mǎn)足機床監控系統的需要，且開(kāi)放性較好，成本較低。
CIMS所追求的目標是使工廠(chǎng)的管理、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)全自動(dòng)化、科學(xué)化、受控化，最大限度地發(fā)揮企業(yè)中人、資源、信息的作用，提高企業(yè)運轉效率和市場(chǎng)應變能力，降低成本[1]。自動(dòng)化技術(shù)是CIMS的基礎，但現實(shí)的自動(dòng)化系統都是分散在各裝置上的，企業(yè)內部的各自動(dòng)化裝置之間缺乏互聯(lián)手段，不能實(shí)時(shí)共享數據，從根本上阻礙了CIMS的實(shí)施。組態(tài)軟件在企業(yè)CIMS發(fā)展過(guò)程中，可以充當DCS的操作站軟件；可以促進(jìn)企業(yè)以低成本、高效率地實(shí)現全廠(chǎng)的信息化建設；可以解決分散的“自動(dòng)化孤島”互聯(lián)問(wèn)題，大幅度節省CIMS建設所需的投資。
組態(tài)軟件具有豐富的I/O驅動(dòng)，同時(shí)支持現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和OPC標準，并且具有自己的網(wǎng)絡(luò )體系和通信功能，這些將會(huì )最大程度地把現場(chǎng)的各種生產(chǎn)信息及時(shí)地反映到上一級的管理部門(mén)，使得管理部門(mén)能夠及時(shí)地調整生產(chǎn)計劃，適應市場(chǎng)的變化，從而使企業(yè)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號