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一、引言
    目前，國內(nèi)大多數(shù)機床監(jiān)控系統(tǒng)屬于專用系統(tǒng)，其開放性較差，已不能滿足當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展需求，屬于工廠內(nèi)典型的 “自動化孤島”。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，使得工廠自動化設(shè)備的互聯(lián)成為可能。組態(tài)軟件作為自動化系統(tǒng)“水平”和“垂直”集成的橋梁和紐帶[1]，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化的各個領(lǐng)域。組態(tài)監(jiān)控技術(shù)為實施數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、生產(chǎn)控制提供了基礎(chǔ)平臺，與檢測部件、控制部件構(gòu)成復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，在節(jié)能、提高計量精度、改善產(chǎn)品質(zhì)量、完成部門間精確傳遞生產(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、加快市場反應(yīng)速度[1]。
二、電火花毛化加工機床監(jiān)控系統(tǒng)
    電火花毛化加工（Electro-discharge Texturing,縮寫為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。隨著軋輥的勻速旋轉(zhuǎn)和軸向往復(fù)直線運動，軋輥表面的凹坑凸起螺旋線交叉密化重疊就形成了由隨機無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、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(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)信息管理和過程監(jiān)控兩方面功能。下位機采用以順序邏輯控制和開關(guān)量信息處理見長的可編程控制器，負(fù)責(zé)軋輥旋轉(zhuǎn)和軸向運動、電極伺服運動、脈沖電源電壓電流輸出和工作液循環(huán)過濾等協(xié)調(diào)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(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)了電火花毛化加工本地監(jiān)控程序和車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并且通過以太網(wǎng)建立了遠(yuǎn)程監(jiān)控站、IE瀏覽站等應(yīng)用程序。上位機通過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(shè)備驅(qū)動程序與下位機PLC進(jìn)行通信。

三、電火花毛化加工本地監(jiān)控
    電火花毛化加工本地監(jiān)控，即電火花毛化加工機床上位機系統(tǒng)，一方面

    （1）對試驗機床的軋輥加工過程進(jìn)行實時監(jiān)控，以動畫的形式形象地表示。
    （2）對試驗機床的工作液循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，在整個軋輥的加工過程中，動態(tài)地反映工作液系統(tǒng)的工作情況。
    （3）對預(yù)先設(shè)置好的幾組軋輥加工工藝參數(shù)和工作液循環(huán)系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行選擇，也可進(jìn)行手動設(shè)置和修改，并可以通過DDE方式與第三方軟件Excel進(jìn)行通信，將修改的參數(shù)進(jìn)行保存。
    （4）接受車間一級的管理系統(tǒng)下達(dá)的工作任務(wù)，并可選擇其中的某一個任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行。
    （6）實時地反映報警信息。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，報警窗口自動彈出，同時提供聲音報警（可選擇），并可查詢歷史報警信息。
    （7）實時反映某些預(yù)先設(shè)定的變量的變化趨勢，并可查詢歷史趨勢。
    （8）歷史報表功能，可查詢預(yù)設(shè)定變量在歷史某一段時間內(nèi)的若干個時刻的值。
    （9）變量總貌功能，可查看系統(tǒng)所有區(qū)域所有單元的變量的當(dāng)前值。
    （10）對操作人員進(jìn)行管理，具有用戶登錄、注銷和修改口令等功能。另外，通過事件記錄還可以查詢操作人員的登錄和操作情況。
    下位機主要負(fù)責(zé)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(tǒng)和工作液循環(huán)子系統(tǒng)進(jìn)行控制。上位機則負(fù)責(zé)接收下位機信息，實時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(shù)和工作液循環(huán)系統(tǒng)的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時還要接受車間級管理系統(tǒng)下達(dá)的工作任務(wù)。
    此外，通過組態(tài)軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)DDE接口，監(jiān)控系統(tǒng)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(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行修改和保存。
四、軋輥毛化加工車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)
    傳統(tǒng)制造業(yè)的觀念將不能夠適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)力的發(fā)展要求，工廠的信息化管理勢在必行。工廠的生產(chǎn)管理部門及時準(zhǔn)確全面地掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的作業(yè)信息，根據(jù)市場的需求變化并結(jié)合車間生產(chǎn)情況及時地調(diào)整生產(chǎn)計劃。基于力控2.6版組態(tài)軟件開發(fā)的軋棍毛化加工車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了軋棍毛化加工車間軋輥檢測、軋棍磨光、軋輥毛化多步工序機床的集中監(jiān)控和生產(chǎn)任務(wù)調(diào)度。該系統(tǒng)包括以下幾個模塊：
    （1）機床集中監(jiān)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(fù)責(zé)車間機床的工作任務(wù)分配和統(tǒng)計；（3）歷史數(shù)據(jù)查詢模塊。該模塊實現(xiàn)歷史報警查詢、歷史趨勢查詢等；
    （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(quán)限密碼授權(quán)等方面管理。
    車間管理系統(tǒng)向機床下達(dá)工作任務(wù)的實現(xiàn)原理如圖4所示。通過組態(tài)軟件提供的開放數(shù)據(jù)庫互連（open database connectivity，英文簡稱ODBC）接口與Access數(shù)據(jù)庫互連，將工作任務(wù)信息從數(shù)據(jù)庫中讀出，然后通過力控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序NetServer和NetClient實現(xiàn)車間管理系統(tǒng)和機床監(jiān)控系統(tǒng)兩個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫共享，將工作任務(wù)傳達(dá)給電火花毛化加工機床及其它機床。

五、EDT機床的遠(yuǎn)程監(jiān)控和基于Web的遠(yuǎn)程監(jiān)視
    EDT機床的遠(yuǎn)程監(jiān)控站的各組成窗口與本地站的完全一樣，所不同的是遠(yuǎn)程站本身并不連接I/O設(shè)備，而是通過力控基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序NetClient與NetServer建立的連接，來訪問本地站的力控實時數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而訪問本地站的變量并通過其來訪問I/O設(shè)備。遠(yuǎn)程站共享本地站的部分變量，所以當(dāng)本地站的變量發(fā)生變化時，遠(yuǎn)程站的相應(yīng)變量也發(fā)生變化，反之亦是如此。從而，遠(yuǎn)程站實現(xiàn)了遠(yuǎn)程實時監(jiān)控EDT機床的功能（如圖2所示）。
    生產(chǎn)管理者已經(jīng)不再滿足于在辦公室內(nèi)直接監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場，基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的Web方式正在成為遠(yuǎn)程監(jiān)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程發(fā)布到Internet上，為機床行業(yè)的專業(yè)人士提供了共享的信息，如圖5所示。

六、結(jié)束語
    組態(tài)監(jiān)控技術(shù)是自動化系統(tǒng)中的重要組成部分，將會大大地推動制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，提高整個制造業(yè)的自動化水平及其信息的集成度。
    本文介紹的EDT機床監(jiān)控系統(tǒng)、軋輥毛化加工車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及EDT遠(yuǎn)程監(jiān)控站，在試驗機床上實際運行以來，一直穩(wěn)定可靠，較好地實現(xiàn)了預(yù)先設(shè)計的功能。利用組態(tài)軟件這樣開放性較好的平臺工具建立機床監(jiān)控系統(tǒng)，可以很好地實現(xiàn)工廠內(nèi)不同自動化設(shè)備間的互連，不失為建立管控一體化網(wǎng)絡(luò)制造體系的一個途徑。
    本文將介紹基于力控2.6版監(jiān)控組態(tài)軟件（以下簡稱“力控2.6”）的電火花毛化加工機床監(jiān)控系統(tǒng)，同時利用力控2.6還建立了軋輥毛化加工車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以及電火花毛化加工機床的遠(yuǎn)程監(jiān)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、強大的實時數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)功能，運行穩(wěn)定可靠，可以滿足機床監(jiān)控系統(tǒng)的需要，且開放性較好，成本較低。
    CIMS所追求的目標(biāo)是使工廠的管理、生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)全自動化、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(zhuǎn)效率和市場應(yīng)變能力，降低成本[1]。自動化技術(shù)是CIMS的基礎(chǔ)，但現(xiàn)實的自動化系統(tǒng)都是分散在各裝置上的，企業(yè)內(nèi)部的各自動化裝置之間缺乏互聯(lián)手段，不能實時共享數(shù)據(jù)，從根本上阻礙了CIMS的實施。組態(tài)軟件在企業(yè)CIMS發(fā)展過程中，可以充當(dāng)DCS的操作站軟件；可以促進(jìn)企業(yè)以低成本、高效率地實現(xiàn)全廠的信息化建設(shè)；可以解決分散的“自動化孤島”互聯(lián)問題，大幅度節(jié)省CIMS建設(shè)所需的投資。
    組態(tài)軟件具有豐富的I/O驅(qū)動，同時支持現(xiàn)場總線技術(shù)和OPC標(biāo)準(zhǔn)，并且具有自己的網(wǎng)絡(luò)體系和通信功能，這些將會最大程度地把現(xiàn)場的各種生產(chǎn)信息及時地反映到上一級的管理部門，使得管理部門能夠及時地調(diào)整生產(chǎn)計劃，適應(yīng)市場的變化，從而使企業(yè)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。