電子產品裝配線提升裝置遠程監控系統的設計

王小明，王春峰

(南京信息職業技術學院 機電學院，江蘇 南京 210046)

電子產品裝配線提升裝置遠程監控系統的設計

王小明，王春峰

(南京信息職業技術學院 機電學院，江蘇 南京 210046)

針對電子產品裝配線提升裝置，設計了一種基于GPRS和485通訊的遠程監控系統，系統采用組態王軟件對提升裝置進行監控，通過GPRS和485通訊實現現場主控制器與遠程監控中心、現場設備之間的通訊鏈接，完成對提升裝置運行過程的監測和管理，并實時記錄提升裝置的運行狀態，為維護和管理人員提供了實時、準確、全面的信息。實驗表明該監控系統結構簡單、可靠性高、維護方便。

提升裝置；遠程監控；GPRS；485通訊

0 引言

工業自動化和信息化是實現工廠管理現代化和安全生產的重要手段，是工業發展的一大趨勢。基于互聯網技術、自動化技術、計算機技術及通信技術的遠程監控系統能實現對生產過程的監控與調度管理，以及實現生產效率的提高[1-4]。電子產品裝配線提升裝置用于生產線上、下層之間物料的輸送，在工業生產中起著非常重要的作用。本文提出了基于互聯網技術和GPRS的遠程監控系統設計方案，該監控系統利用組態軟件實現對提升裝置運行過程的監測和管理，并將提升裝置運行記錄進行保存以便于維護人員的操作與管理。

1 電子產品裝配線提升裝置的功能描述

電子產品裝配線提升裝置用于將下層生產線(進口生產線)上的產品運送到上層生產線(出口生產線)，如圖1所示。SQ0～SQ9為位置開關，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入提升裝置。其工作流程為：工裝板出現在SQ0處，如果提升機處于待機狀態，則阻擋氣缸YV1下降，允許工裝板前進。工裝板隨著進口生產線的移動運行至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入提升機的送料托臺，同時托臺送料電機M2正轉，將工裝板送入托臺；工裝板進入提升小車，觸碰到位置開關SQ2，送料電機M2停止，提升電機M1低速啟動，提升小車低速上升，上升至SQ5位置時，電機M1高速運行，小車快速上升，運行至SQ6位置時，小車緩速上升，至SQ7時，小車停止上升，電機M2反轉將工件送出；工裝板觸碰到位置開關SQ9時，說明工件已經完全離開提升小車，此時電機M2停轉；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。小車在上升或下降時，如果B1或B2有信號，則說明有異物進入提升裝置，提升裝置應停止工作并發出報警信號。整個運行過程中，SQ3和SQ8都不應被觸發；如果SQ3和SQ8被觸發，說明托臺在上升或下降時超越行程，此時提升裝置應立即停機并報警。

圖1 提升機結構示意圖

2 基于GPRS的無線遠程監控系統設計

2.1 硬件構成

基于GPRS的無線遠程監控系統由GPRS無線通訊模塊、帶485通訊的FX3G PLC、人機界面、遠程訪問系統和變頻器等組成，如圖2所示。現場FX3G PLC通過485BD獲取數據，并將數據由GPRS-DTU通訊模塊發送到遠程服務器，遠程上位機通過訪問服務器實現遠程監控。

2.1.1 GPRS模塊及通訊參數設置

無線通訊模塊采用了WG-8010 GPRS DTU，其通訊參數設置主要分為選擇通訊協議、設置服務器地址和端口號、選擇工作模式三步[5-6]。通訊協議是基于TCP/IP協議開發的Comway通訊協議，其與COMWAY DATA-SERVER通訊服務器建立連接。

圖2 無線遠程監控系統網絡架構

2.1.2 FX3G PLC與FR變頻器通訊

系統采用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的參數進行設置，其兩者的參數設置要一致，否則將無法通訊。PLC參數設置對話框如圖3所示。

圖3 PLC與變頻通訊參數設置

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

2.2 監控系統的軟件設計

提升裝置監控系統軟件設計分為手動/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，然后再確認小車的運行狀態。系統具體的工作流程如圖5所示。

3 遠程組態監控設計

系統遠程上位機監控是基于組態王6.55軟件設計的。組態軟件與現場控制器三菱 FX 3G PLC的FX-3G-232-BD通訊模塊進行通訊，遠程上位機監控通過互聯網訪問服務器，服務器與現場設備的無線通訊模塊相連，從而實現遠程監控。

圖4 PLC與變頻器的通訊程序

圖5 系統工作流程圖

根據控制要求設計完成的主監控畫面如圖6所示，在運行監控畫面中，可以實現對提升機運行狀態的監控，實現工藝畫面顯示、報警記錄、操作日志、報表輸出等功能，方便操作人員的維護管理。

圖6 監控系統運行主畫面

4 結論

該系統將GPRS無線通訊技術和RS485通訊技術相結合，并配合組態王軟件實現工業現場實時遠程監

控，使管理員和現場操作員可以對提升裝置實現遠程、高效、實時的監控。實驗證明，該系統運行安全可靠、故障率低、維護方便，對實現工業設備的互聯、提高生產效率有著重要的借鑒意義。

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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

南京信息職業技術學院科研基金資助項目(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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