摘 要：本文介紹了一種基于客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)模式下的機(jī)器人焊接生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)。闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、構(gòu)成及其功能實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：客戶機(jī)/服務(wù)器;監(jiān)控系統(tǒng);PLC 　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中應(yīng)用的深化，網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并且代表著自控領(lǐng)域發(fā)展的主流方向。它以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心，憑借現(xiàn)代計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件性能支持，通過(guò)簡(jiǎn)便快捷的軟件開發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)代企業(yè)將上層的管理信息系統(tǒng)和下層的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)相結(jié)合，使得管理人員既能夠從整體的角度來(lái)看待企業(yè)這個(gè)有機(jī)體，又可以了解其相關(guān)的細(xì)致的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從而可以在宏觀和微觀兩個(gè)方面來(lái)把握生產(chǎn)、計(jì)劃、調(diào)度、管理，做到點(diǎn)面結(jié)合。 　　利用這種監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員可通過(guò)上位管理機(jī)檢查生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行情況、對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與顯示、并通過(guò)簡(jiǎn)單的操作對(duì)其進(jìn)行設(shè)定與修改，從而實(shí)現(xiàn)高效的非現(xiàn)場(chǎng)化管理。本文根據(jù)作者在南京依維柯汽車有限公司機(jī)器人焊接生產(chǎn)線改造的經(jīng)驗(yàn)，著重介紹了基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式下機(jī)器人焊接生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、系統(tǒng)構(gòu)成及其功能實(shí)現(xiàn)。 1.監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo) 　　南京依維柯汽車有限公司機(jī)器人焊接生產(chǎn)線，由六臺(tái)意大利COMAU-120機(jī)器人組成。目前該企業(yè)對(duì)生產(chǎn)線的監(jiān)督管理主要局限在車間控制一級(jí)，機(jī)器人焊接狀態(tài)、報(bào)警信息等都必須在現(xiàn)場(chǎng)才能得到，廠級(jí)的調(diào)度與管理還處在電話傳遞信息和手工處理報(bào)表的初級(jí)階段，這就大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了管理的實(shí)時(shí)性、可靠性。針對(duì)這種現(xiàn)狀，建立安全可靠的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)就顯得更加迫切。通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)對(duì)分散在不同地點(diǎn)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等機(jī)制。監(jiān)控系統(tǒng)具體應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下功能： 　?。?）.實(shí)現(xiàn)人工操作的自動(dòng)化; 　　（2）.機(jī)器人程序裝載和設(shè)置集中化; 　?。?）.六臺(tái)機(jī)器認(rèn)可由監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào); 　　（4）.管理信息全局化; 　　通過(guò)上述監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)，達(dá)到提高生產(chǎn)線的處理時(shí)間，降低故障率，縮短故障排除時(shí)間，從而提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和效益，同時(shí)提高生產(chǎn)管理水平的目標(biāo)。 2.系統(tǒng)組成 　　整個(gè)生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制單元（主要為PLC）、機(jī)器人、服務(wù)器（即監(jiān)控用計(jì)算機(jī)）、管理用計(jì)算機(jī)及通信模塊、通信電纜RS-232組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示： [align=center] 圖1 采用Client/Server模式的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[/align] 　　鑒于現(xiàn)場(chǎng)各種原因，考慮到工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)展為以太網(wǎng)滲透到現(xiàn)場(chǎng)提供了可能，本系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通信方式。 3.系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn) 　　（1）.硬件實(shí)現(xiàn) 　　生產(chǎn)線中需要監(jiān)測(cè)的對(duì)象有：機(jī)器人、焊接控制器、工件傳輸線以及氣源、水源和電源。從故障分析的角度看監(jiān)測(cè)的環(huán)節(jié)越多，越有利于故障定位，但測(cè)點(diǎn)太多，勢(shì)必增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資。所以不應(yīng)該每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)置測(cè)點(diǎn)，而是應(yīng)當(dāng)選擇一些重要的、易出故障的環(huán)節(jié)加以監(jiān)測(cè)。 [align=center] 圖2 網(wǎng)絡(luò)通信示意圖[/align] 　　現(xiàn)場(chǎng)使用的是西門子S5-115U PLC，PLC 集中了大部分信號(hào)，可以通過(guò)PLC將這些信號(hào)傳給監(jiān)控計(jì)算機(jī)，將S5-115U PLC連接到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的方式有兩種，即PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)。這里我們將PLC作為監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC之間采用PROFIBUS通信。機(jī)器人的信息可以通過(guò)機(jī)器人控制器的RS-232串行口傳送，由于RS-232只能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，且通信距離小于15米，所以需要對(duì)其通信能力進(jìn)行擴(kuò)展，我們?cè)诒O(jiān)控系統(tǒng)中將機(jī)器人的串行接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)RS-232/ETHERNET轉(zhuǎn)換器，將機(jī)器人連接在以太網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò)通信示意圖如圖2所示： 　　這種方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，PLC中增加通信模塊IM308-C，由于PLC本身是一個(gè)控制設(shè)備，其可靠性有一定保障，監(jiān)控計(jì)算機(jī)增加通信模塊CP5613和通信軟件（PROFIBUS驅(qū)動(dòng)程序）。機(jī)器人通過(guò)RS-232/ETHERNET轉(zhuǎn)換器連接到以太網(wǎng)。 　?。?）.軟件實(shí)現(xiàn) 　　本系統(tǒng)是基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式，因此系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)可分為兩層，分別為PLC、機(jī)器人與服務(wù)器通信子模塊和服務(wù)器與客戶機(jī)通信子模塊。PLC、機(jī)器人與服務(wù)器通信子模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC、機(jī)器人與服務(wù)器（即監(jiān)控用計(jì)算機(jī)）之間的通信，完成對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集;服務(wù)器與客戶機(jī)通信子模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控用計(jì)算機(jī)與管理用計(jì)算機(jī)之間的通信，完成對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息的傳遞，為實(shí)現(xiàn)上層管理人員的調(diào)度、管理與決策奠定基礎(chǔ)。 　　對(duì)于PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信，我們將監(jiān)控用計(jì)算機(jī)作為主站，PLC作為從站，采用組態(tài)軟件COM PROFIBUS進(jìn)行組態(tài)初始化;對(duì)于機(jī)器人與監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信，采用VC++進(jìn)行編程。 　　對(duì)于服務(wù)器與客戶機(jī)通信，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用Microsoft SQL Server 2000 DBMS，客戶端應(yīng)用程序開發(fā)使用Borland公司的產(chǎn)品Delphi 5.0，服務(wù)器與客戶機(jī)應(yīng)用程序采用OBDC連接方式。利用Delphi 5.0建立了友好直觀的用戶界面：監(jiān)視主界面、歷史數(shù)據(jù)界面、報(bào)警界面、管理界面。通過(guò)這些界面系統(tǒng)既能顯示各個(gè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，又能實(shí)時(shí)紀(jì)錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和報(bào)警情況，并存檔保存，用戶還能查詢數(shù)據(jù)、打印報(bào)表。 4.結(jié)束語(yǔ) 　　本文論述了在客戶機(jī)/服務(wù)器環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人焊接生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通信，在此基礎(chǔ)上利用Delphi5.0編程技術(shù)，設(shè)計(jì)出友好的用戶界面是操作人員直觀動(dòng)態(tài)的監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，并針對(duì)報(bào)警信息及突發(fā)事件作出及時(shí)反映。同時(shí)，還可將采集到的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及故障信息提供給企業(yè)經(jīng)營(yíng)、管理等部門，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部信息共享與共同控制，從而提高了生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)含量。 參考文獻(xiàn) 　　1. 東南大學(xué)自動(dòng)化研究所.南汽依維柯機(jī)器人車身焊接生產(chǎn)線監(jiān)控初步設(shè)計(jì)方案.2002 　　2. 王昊鵬，杜秀華.生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)通信的一種實(shí)現(xiàn)方法.計(jì)算機(jī)工程2001，27（1）：48 　　3. 曹涌，蘇梅俊.自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控的應(yīng)用與系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例.制造業(yè)自動(dòng)化，2001，23（9）：42 　　4. 劉藝.Delphi5企業(yè)級(jí)解決方案及應(yīng)用剖析.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000 　　5. 閃四清主編.SQL Server7.0系統(tǒng)管理和應(yīng)用開發(fā)指南.北京：清華大學(xué)出版社，2000