電梯廳門自動化生產線上位監控系統開發

摘 要：勞動力成本的逐年提高和以及對電梯產能新的要求，電梯生產制造企業的自動化、智能化生產問題亟待解決。本文研發了一套電梯廳門生產線系統，成功地實現了電梯廳門的物料自動輸送、機器人自動裝配、機器人自動裝箱、自動拍照、自動下線等功能。同時開發了上位監控管理系統，該系統實現了電梯廳門生產線的數字化和信息化管理，為企業實施數字化車間和智能化工廠建設奠定了基礎。該電梯廳門生產線系統運行穩定、可靠、自動化與信息化集成度高，為企業節約了勞動力成本，同時提高了勞動生產率。

關鍵詞：電梯廳門 自動化生產 上位監控管理 Kingview

一、引 言

電梯作為建筑物內的主要運輸工具，已經成為我們日常生活的一個不可缺少的組成部分。不斷增長的勞動力成本和以及對電梯產能的新的要求，電梯制造的自動化、智能化問題亟待解決。本文根據電梯廳門裝配、包裝裝箱等的工藝和技術要求，研發了一套電梯廳門生產線系統，該系統運行穩定、可靠，極大地提高了電梯廳門生產制造的自動水平和生產效率，同時降低了工人的勞動強度。在該生產線系統中開發了上位監控管理系統，實現了電梯廳門生產的數字化和信息化，為企業實施數字化車間和智能化工廠建設奠定了基礎。

二、電梯廳門生產線系統簡介

1.生產對象。常見的電梯分為直梯和扶梯兩種。每部直梯的轎廂至少有一套轎門，便于乘坐人員或貨物等進出。同時為了保證乘坐人的人身安全，在建筑物的電梯停靠的每一樓層，都要求強制安裝具備相關安全等級要求的電梯廳門。在人員出入時，廳門和轎門同時打開或關閉，廳門的外觀如圖2.1所示。

2.生產系統組成結構。

本生產系統的組成結構如圖2.2所示。

本生產系統裝配單元主要完成廳門門板自動進料、廳門門板自動涂膠、廳門加強筋自動上料、機器人廳門加強筋自動裝配等功能；裝箱單元主要完成廳門的定位、包裝箱自動上線定位、廳門機械手自動裝箱功能；供箱、封箱及下線單元主要完成發運箱人工釘箱、發運箱的自動上線、成品箱的自動拍照、人工成品箱封蓋及自動下線功能。其外觀如圖2.3所示。

下位PLC控制子系統，其主要功能是根據電梯廳門的生產工藝要求，完成生產線傳感器的信息采集與各執行器的動作控制。

上位監控管理子系統中，電子信息顯示單元用于實時顯示生產線當前的生產信息，包括產品訂單號、計劃產量、當前產量、額定生產節拍、實時生產節拍等信息。

上位監控管理單元為本生產線系統的核心生產管理單元，主要完成與企業ERP對接，實現訂單式生產；同時還具備生產設備健康狀態管理、智能故障診斷、生產調度、生產報表管理等功能。

三、上位監控管理系統設計與開發

1.上位監控管理系統結構。

本生產線上位監控管理系統組成結構如圖3.1所示。

2.上位監控管理系統開發。組態是使用軟件工具來整合計算機硬件和軟件等資源，通過使計算機按照既定的任務進行執行，從而完成工業控制的需求。“組態”的概念來源于英文詞匯Configuration，伴隨著分布式/分散式控制系統（Distributed Control System）的發展，備受自動化領域工程師的青睞。組態軟件區別于傳統HMI（Human Machine Interface，人機接口）的概念，不僅可以提供豐富的人機接口，同時可面向對系統設備的監視控制及數據采集（SCADA，Supervisory Control and Data Acquisition），經常作為上位系統完成對控制器的監控層一級的管理。組態軟件具有豐富的軟件與硬件接口，可以很可靠的運用工業計算機作為平臺，與多種輸入輸出硬件控制設備或多類型功能模塊連接。

本文開發的“電梯廳門生產線系統”選用了北京亞控科技的組態王Kingview軟件作為上位監控管理系統開發平臺。該軟件開發平臺作為國內發展較早功能較全面的工控軟件，具備豐富的硬件設備接口與強大的數據庫功能，其整體結構如圖3.2所示。

2.1設備通訊建立。在進行組態軟件開發之前，首先要完成上位工業控制計算機與下位控制單元中的控制器（PLC）建立設備通訊，這樣才能完成對下位系統的監控和管理。

本生產線下位PLC選用了三套日本OMRON公司的CJ系列PLC，采用工業局域網組網，下位子系統中還選用部分采用RS-485通訊的設備。Kingview組態軟件具備專用驅動接口模塊，可以方便建立上下位的通訊鏈接。通訊建立過程如圖3.3所示。

2.2圖形界面設計。圖形界面直接面向用戶為管理的最高一層，其包括了信息交互對話框、選擇按鈕、提示文本、動畫演示、趨勢圖等一系列元素。本文上位監控管理系統主要包含了“動態實時監控”、“數據查詢”，“設備生產維護”、“系統配置”等功能，開發完成的主功能界面如圖3.4所示：

系統的登錄界面配置有不同等級用戶登錄管理信息對話框，只有授權用戶方可進入上位管理系統，不同等級用戶可查看不同管理內容，如圖3.5所示。

登錄完成后即可進入主界面，在主界面設計了整條生產線的啟動、停止、急停按鈕；各下位PLC控制單元運行狀態指示燈；同時可顯示生產信息、運行時間與操作者信息等，還設計了監控管理系統各子系統與外鏈接程序對應的按鈕。本監控管理系統其他主要界面有：LED電子看板信息管理界面、裝箱成品自動拍照管理界面、設備維護界面等，如圖3.6所示。

在上位管理系統中，還設計了“動態實時監控”功能，即利用上位監控系統中的動畫與下位PLC的相關信息實時匹配，可遠程完成對本生產線的物流及各單機狀態進行監視，便于直觀了解本生產線工作狀態、產量、設備健康狀況等信息。其相關界面如圖3.6和圖3.7所示。

2.3報表管理。數據報表可用來反映產品生產過程中相關的信息、狀態等，同時也是對數據記錄的一種表現形式，也是在自動化生產過程中實現信息化的重要基礎。數據報表不但可以對生產狀態進行實時反映，也可以完成歷史信息查詢、數據統計分析，實現管理人員對生產信息的準確了解與監控，從而對生產進行指導。

Kingview具備報表系統插件，用戶可以根據需求完成各種報表的組態。同時該軟件涵蓋了強大的報表命令語言，可以完成復雜運算、數據傳遞、統計整合、報表輸出等。不但能夠生成實時報表，也可以完成歷史報表存儲。本系統的部分報表管理界面如圖3.8所示。

四、結語

不斷增長的勞動力成本和以及對電梯產能的新的要求，電梯制造的自動化、智能化問題亟待解決。本文研發了一套電梯廳門生產線系統，成功地實現了電梯廳門的物料自動輸送、機器人自動裝配、機器人自動裝箱、自動拍照、自動下線等功能。同時開發了上位監控管理系統，該系統實現了電梯廳門生產線的數字化和信息化管理，為企業實施數字化車間和智能化工廠建設奠定了基礎。該電梯廳門生產線系統運行穩定、可靠、自動化與信息化集成度高，為企業節約了勞動力成本，同時提高了勞動生產率。

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