基于工業物聯網的生產線智能監控系統研究

鄧林昌

【摘? ? 要】本文主要針對基于工業物聯網的生產線智能監控系統展開研究，先提出遠程監控系統關鍵技術，然后結合系統測試，闡述刀削面片生產線控制系統的工程應用，深入分析其遠程監控系統的搭建，從而進一步完善生產線智能監控系統，將其應用價值充分發揮出來，實現工業領域和物聯網技術的高效整合，使之成為協調統一的有機整體。

【關鍵詞】工業物聯網? 生產線? 智能監控系統

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.18.096

現階段，在工業自動化控制領域中，工業設備遠程監控系統發揮著重要作用，在互聯網的推動下，可以集中整合虛擬信息系統和實際物理系統，確保信息物理系統（CRS）的形成，而且生產設備的遠程監控，也與信息物理系統有著密切的聯系。如今，遠程監控系統在諸多設備上得到了廣泛應用，如電廠、礦山等，但實際上，工業自動化生產線的遠程監控系統的成熟度還有待提升。當前，工廠遠程監控系統（PC-PLC體系）得到了廣泛應用，通過上位機在中控室中的設置，在上傳好下位機后，可以借助組態軟件，確保良好的監控效果，從而給予遠距離監控一定的保障。由此可以看出，在工業物聯網視角下，加強生產線智能監控系統是極其重要的。

一、遠程監控系統關鍵技術分析

（一）工業現場PLC控制技術

眾所周知，我國在PLC生產、制造方面的成熟度并不高，但是在其應用方面靈活性較強，每年新投入使用的PLC產品，較多在煤礦業、鋼鐵、物流等行業領域得到廣泛應用。同時，工業過程控制技術借助PLC控制、集中監控等，可以有效提高企業的自動化和信息化水平。PLC功能主要包括邏輯控制、模擬量控制以及運動控制等。其中，在模擬量控制方面，通常在工業生產方面存在的連續變化的量較大，其參數主要包括速度、溫度等。要想為工業現場的PLC快速處理模擬量數據提供便利性[1]，應注重強化模擬量和數字量之間的A/D轉換。當前諸多邏輯控制器生產廠商均對配套的A/D轉換模塊予以生產，實現可編程控制器在模擬量控制中的有效應用。

（二）GPRS網絡通信技術

相比于傳統GSM網絡，GPRS網絡的傳輸方式主要包括分組交換和電路交換，針對前者的通信傳遞方式，主要是指數據輸出方將傳遞的數據信息進行壓裝，形成具有獨立性特點的封裝數據包，在各個封包上，數據輸出方應對數據接受一方所處的地址予以標注，然后借助網絡順利傳輸各個數據包。根據其消息傳遞方式，可以在同樣時間段內，確保多個數據輸出方對同一條數據信道實現公用，不斷提高數據信道的應用水平。

二、系統的測試與工程應用

（一）系統測試

現階段，諸多類型業務體系的應用方式主要以Web方式為主，基于Web的大型應用系統較多，如遠程醫療、生產線遠程監控系統、智能辦公室等。基于此，對Web應用的開發過程的要求越來越高，而且也對Web應用的測試產生了一定影響。

在網站類軟件開發方面，在軟件設計的初期階段，極容易出現錯誤，所以要想防止對后續的開發設計活動造成不必要的影響，對于開發人員來說，應提高對分階段測試的高度重視，不斷提高軟件開發過程各個階段的水平。在軟件測試過程中，單元測試階段、集成階段等非常重要[2]，其中，對于單元測試階段來說，要求對各個模塊進行獨立化測試，充分發揮出相應的功能。在各個模塊的測試過程，白盒測試法具有較高的適用性，確保將模塊中存在的錯誤及時挖掘出來。

（二）刀削面片生產線控制系統

1.硬件部分。針對刀削面片生產線的控制系統，主要得益于PLC設計，由于該生產工藝流程比較完善，所以本生產線功能具有高度的完整性，但是過程復雜性突出，所以明確提出了對控制系統的要求，特別對于可靠性和故障診斷能力等，以此來不斷提高生產過程的穩定性和流暢性。在本生產線控制系統的硬件設計中，主要包括檢測元器件、人機交互元件以及控制元器件等。

2.軟件部分。圖1為刀削面片生產線2#控制單元控制系統結構框圖，通常來說，刀削面片匯流輸送、箱體輸送、爬坡輸送等，是2#控制單元控制的重要構成。執行元器件由于具有較多的種類、數量龐大等特點[3]，所以現場工程人員應高度重視本控制單元，重點監控和維護整條生產線。因此在本控制單元，加強遠程監控系統的融合至關重要。在本條刀削面片生產線的控制程序中，故障診斷和設備維護等功能得到了充分體現，從而提高了操作的便捷性，并防止故障的發生。

（三）遠程監控系統的搭建

在刀削面片生產線控制柜中，通過PLC與GPRS模塊間的通訊鏈接的構建，可以實現GPRS模塊在控制柜頂端的順利安裝。上位機軟件運行、開發環境的構建，在現場工程部門的計算機上發揮著重要作用，加強下位機軟件的改動，并將串口收發的語句融入其中，可以為遠程監控系統的正式投入應用奠定基礎。

在系統試用過程中，加強DW軟件的應用，可以為設計靜態頁面提供一定的依據，包括系統版本信息顯示、系統自動運行時的動態監控頁面等界面，其功能旨在為用戶了解遠程監控系統情況提供便利性。

綜上所述，基于工業物聯網視角，加強生產線智能監控系統的構建勢在必行，其不僅可以對自動化設備的生產狀態實現遠程化監控，將自動控制系統的優勢發揮出來，還能促進設備維護工作的順利進行，并不斷提高故障診斷效率，確保遠程服務更具有效性和便利性，從而給予自動化設備的運行一定的保障，滿足其安全性和可靠性等需求，賦予自動化控制領域全新的生機和活力。

參考文獻

[1]李建軍，孟慶祥，姜永成，朱世偉，華秀萍，王巖，王海祥.網絡型混配料機控制系統關鍵技術研究[J].化工時刊，2018，32（10）：12-15.

[2]任工昌，宜永剛，楊宇龍，王宏衛.液力變矩器生產線監控系統的設計與實現[J].制造技術與機床，2018（01）：140-143.