一、引言
機械制造企業(yè)，特別是生產(chǎn)線在工作日無間斷運作的企業(yè)，如汽車生產(chǎn)企業(yè)，設(shè)備的運行狀態(tài)、維護和保養(yǎng)直接影響設(shè)備的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因而建立完善的設(shè)備維護和信息管理系統(tǒng)非常必要。而設(shè)備故障報警信息是設(shè)備維修和分析設(shè)備運行狀態(tài)的重要依據(jù)，相關(guān)的各類信息管理系統(tǒng)，如WINS、COMPASS、TEREMA、MAXIMO軟件系統(tǒng)等，在歐美一些發(fā)達國家的企業(yè)中，應(yīng)用非常廣泛。近年來國內(nèi)一些企業(yè)，也都引進了類似的現(xiàn)場設(shè)備故障信息管理系統(tǒng)，并且取得了良好的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)以某汽車制造企業(yè)焊裝生產(chǎn)線車間為例，介紹設(shè)備故障報警信息遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。
二、監(jiān)控系統(tǒng)基本要求
該焊裝生產(chǎn)線各個工位主要配備的設(shè)備是焊接機器人、搬送機器人、伺服系統(tǒng)控制的夾具、輸送線、包邊機等自動化設(shè)備，分別由23臺PLC進行控制，生產(chǎn)線流水線作業(yè)，某一工位設(shè)備發(fā)生故障停機，則全線停產(chǎn)。
原車間故障處理和故障信息記錄過程是：
發(fā)生故障一通知維修人員一維修一手工故障記錄一故障記錄計算機匯總。
該生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍快，但是故障維修反應(yīng)速度慢，維修時間過長，而且故障信息記錄以手工作業(yè)為主，因此，不能實時監(jiān)控設(shè)備運行狀況，故障信息記錄不僅耗費大量人力和物力，而且信息記錄不及時、不完整，無法實時進行分析。
由于企業(yè)規(guī)模不斷擴大，同時為了適應(yīng)設(shè)備信息管理現(xiàn)代化發(fā)展趨勢，故必須①改變?nèi)斯す收嫌涗洭F(xiàn)狀；②遠程實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)；③遠程自動進行設(shè)備故障報警信息采集；④故障信息統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理；⑤可進行設(shè)備故障歷史數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和分析。
三、系統(tǒng)構(gòu)成與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1．系統(tǒng)構(gòu)成
如圖1所示，系統(tǒng)主要由以下幾個子系統(tǒng)構(gòu)成：

(1)通信子系統(tǒng)對整個遠程信息系統(tǒng)的節(jié)點進行測試，可單點和多點測試。以查看整個系統(tǒng)各節(jié)點是否通信正常。
(2)設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控子系統(tǒng)實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，當設(shè)備發(fā)生報警時，通過報警提示聲音和畫面，顯示發(fā)生故障設(shè)備的報警信息，提醒相關(guān)人員，及時進行故障維修。
(3)報警信息實時采集子系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障報警時，實時采集故障報警代碼信息內(nèi)容，并將數(shù)據(jù)保存起來。
(4)歷史數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)備報警時間、設(shè)備類型、單臺設(shè)備、故障類型等要求進行信息查詢。
(5)報表子系統(tǒng)按照用戶的要求，自動生成各類設(shè)備運行狀態(tài)分析報表，如設(shè)備日故障報表，月報表等。
(6)系統(tǒng)支持子系統(tǒng)包括幫助信息和系統(tǒng)維護信息。
2．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
該車間應(yīng)用的23臺主控PLC全部為OMRON CSI系列產(chǎn)品，分布于整個車間各工位，區(qū)間間隔距離100m，遠程監(jiān)控計算機擬安裝于管理辦公室，距離最遠監(jiān)控終端300m。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，決定采用總線型的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。它的通信速率高達loom飾s，所有的節(jié)點連接到一條公共通信總線上，任何節(jié)點都可以在總線上傳輸數(shù)據(jù)，并且能被總線上任一節(jié)點所接收。這種結(jié)構(gòu)可靠性高，一個節(jié)點發(fā)生故障，不會影響到其他節(jié)點的正常工作。
(1)網(wǎng)絡(luò)拓撲考慮到網(wǎng)絡(luò)的建造成本和實際需求，系統(tǒng)采用分散星型(Distributed Star)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

(2)網(wǎng)絡(luò)配置傳輸介質(zhì)選用屏蔽雙絞線（STP），網(wǎng)絡(luò)接口單元選用OMRON的CSI W-ETN21模塊，HUB選用3COM公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)交換機。
(3)通信協(xié)議由于系統(tǒng)需要使用OMRON公司為其產(chǎn)品應(yīng)用于工廠自動化網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的FINS (Factory Interface NetworkService)通信服務(wù)，利用該服務(wù)可以使PLC或計算機在以太網(wǎng)絡(luò)上進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和寫入，而FinsGateway軟件是FINS協(xié)議的驅(qū)動程序，上位機利用組態(tài)軟件，通過FinsGateway，可以直接訪問網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點（PLC）。
3.軟件設(shè)計
本系統(tǒng)上位機組態(tài)軟件程序及系統(tǒng)監(jiān)控界面利用VB進行開發(fā)和設(shè)計，第三方控件采用美國國家儀器公司的OCX控件。部分數(shù)據(jù)流如圖3所示。

四、系統(tǒng)功能特點
1．實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)。設(shè)備運行正常時，在計算機監(jiān)控界面顯示綠顏色；設(shè)備發(fā)生故障時，在界面顯示紅顏色，提醒維修人員及時進行維修。
2．自動讀取故障報警信息內(nèi)容，避免設(shè)備故障漏記、錯記、記錄不及時。設(shè)備一旦發(fā)生故障，其故障信息內(nèi)容將實時顯示在報警內(nèi)容顯示窗口。同時在最近報警內(nèi)容歷史數(shù)據(jù)顯示窗口可以簡單查看近3天內(nèi)發(fā)生過的故障信息內(nèi)容。
3．通過通信測試窗口，可以方便地監(jiān)控各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通信狀態(tài)及單點和多點測試，使系統(tǒng)的維護更加便利。
4.通過系統(tǒng)的報警歷史數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計單元，可以實現(xiàn)各類統(tǒng)計分析的要求，可根據(jù)時間、設(shè)備區(qū)域、報警內(nèi)容、設(shè)備編號進行提取和查詢歷史報警數(shù)據(jù)。
5．從現(xiàn)場設(shè)備采集到的所有的故障報警信息內(nèi)容存儲于OFFICE中的EXCEL文檔，通過該文檔可以進行各種報表編輯和分析。
五、結(jié)論
該系統(tǒng)在生產(chǎn)線應(yīng)用后，實現(xiàn)計算機對設(shè)備運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，自動提取故障報警信息，及時給決策部門提供準確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全面提升了該生產(chǎn)線的設(shè)備管理能力，使設(shè)備管理水平和設(shè)備維護工作效率都有很大程度的改善。
參考文獻
1 侯文瑞，毛建偉，蔣祖華．設(shè)備管理及維護信息系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用．工業(yè)工程與管理，2004，9（4）： 53～57