摘 要：本文介紹了一種基于客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)模式下的機器人焊接生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)。闡述了系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)、構(gòu)成及其功能實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：客戶機/服務(wù)器;監(jiān)控系統(tǒng);PLC 　　隨著計算機技術(shù)在工業(yè)自動控制領(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)代計算機強大的硬件性能支持，通過簡便快捷的軟件開發(fā)實現(xiàn)對自動化生產(chǎn)的實時監(jiān)測。現(xiàn)代企業(yè)將上層的管理信息系統(tǒng)和下層的現(xiàn)場控制系統(tǒng)相結(jié)合，使得管理人員既能夠從整體的角度來看待企業(yè)這個有機體，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方面來把握生產(chǎn)、計劃、調(diào)度、管理，做到點面結(jié)合。 　　利用這種監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員可通過上位管理機檢查生產(chǎn)系統(tǒng)運行情況、對工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集與顯示、并通過簡單的操作對其進行設(shè)定與修改，從而實現(xiàn)高效的非現(xiàn)場化管理。本文根據(jù)作者在南京依維柯汽車有限公司機器人焊接生產(chǎn)線改造的經(jīng)驗，著重介紹了基于客戶機/服務(wù)器模式下機器人焊接生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)、系統(tǒng)構(gòu)成及其功能實現(xiàn)。 1.監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo) 　　南京依維柯汽車有限公司機器人焊接生產(chǎn)線，由六臺意大利COMAU-120機器人組成。目前該企業(yè)對生產(chǎn)線的監(jiān)督管理主要局限在車間控制一級，機器人焊接狀態(tài)、報警信息等都必須在現(xiàn)場才能得到，廠級的調(diào)度與管理還處在電話傳遞信息和手工處理報表的初級階段，這就大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了管理的實時性、可靠性。針對這種現(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。通過互連網(wǎng)絡(luò)對分散在不同地點的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等機制。監(jiān)控系統(tǒng)具體應(yīng)實現(xiàn)如下功能： 　　（1）.實現(xiàn)人工操作的自動化; 　　（2）.機器人程序裝載和設(shè)置集中化; 　　（3）.六臺機器認(rèn)可由監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào); 　　（4）.管理信息全局化; 　　通過上述監(jiān)控功能的實現(xiàn)，達(dá)到提高生產(chǎn)線的處理時間，降低故障率，縮短故障排除時間，從而提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和效益，同時提高生產(chǎn)管理水平的目標(biāo)。 2.系統(tǒng)組成 　　整個生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場控制單元（主要為PLC）、機器人、服務(wù)器（即監(jiān)控用計算機）、管理用計算機及通信模塊、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)場各種原因，考慮到工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的進展為以太網(wǎng)滲透到現(xiàn)場提供了可能，本系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通信方式。 3.系統(tǒng)的功能實現(xiàn) 　　（1）.硬件實現(xiàn) 　　生產(chǎn)線中需要監(jiān)測的對象有：機器人、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)測的環(huán)節(jié)越多，越有利于故障定位，但測點太多，勢必增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資。所以不應(yīng)該每個環(huán)節(jié)都設(shè)置測點，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。 [align=center] 圖2 網(wǎng)絡(luò)通信示意圖[/align] 　　現(xiàn)場使用的是西門子S5-115U PLC，PLC 集中了大部分信號，可以通過PLC將這些信號傳給監(jiān)控計算機，將S5-115U PLC連接到監(jiān)控計算機的方式有兩種，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)控計算機與PLC之間采用PROFIBUS通信。機器人的信息可以通過機器人控制器的RS-232串行口傳送，由于RS-232只能進行點對點通信，且通信距離小于15米，所以需要對其通信能力進行擴展，我們在監(jiān)控系統(tǒng)中將機器人的串行接口進行轉(zhuǎn)換，通過RS-232/ETHERNET轉(zhuǎn)換器，將機器人連接在以太網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò)通信示意圖如圖2所示： 　　這種方式實現(xiàn)起來比較簡單，PLC中增加通信模塊IM308-C，由于PLC本身是一個控制設(shè)備，其可靠性有一定保障，監(jiān)控計算機增加通信模塊CP5613和通信軟件（PROFIBUS驅(qū)動程序）。機器人通過RS-232/ETHERNET轉(zhuǎn)換器連接到以太網(wǎng)。 　　（2）.軟件實現(xiàn) 　　本系統(tǒng)是基于客戶機/服務(wù)器模式，因此系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)可分為兩層，分別為PLC、機器人與服務(wù)器通信子模塊和服務(wù)器與客戶機通信子模塊。PLC、機器人與服務(wù)器通信子模塊用來實現(xiàn)PLC、機器人與服務(wù)器（即監(jiān)控用計算機）之間的通信，完成對生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的采集;服務(wù)器與客戶機通信子模塊用來實現(xiàn)監(jiān)控用計算機與管理用計算機之間的通信，完成對生產(chǎn)實時信息的傳遞，為實現(xiàn)上層管理人員的調(diào)度、管理與決策奠定基礎(chǔ)。 　　對于PLC與監(jiān)控計算機通信，我們將監(jiān)控用計算機作為主站，PLC作為從站，采用組態(tài)軟件COM PROFIBUS進行組態(tài)初始化;對于機器人與監(jiān)控計算機通信，采用VC++進行編程。 　　對于服務(wù)器與客戶機通信，數(shù)據(jù)庫服務(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、報警界面、管理界面。通過這些界面系統(tǒng)既能顯示各個機器人的運行狀態(tài)，又能實時紀(jì)錄運行數(shù)據(jù)和報警情況，并存檔保存，用戶還能查詢數(shù)據(jù)、打印報表。 4.結(jié)束語 　　本文論述了在客戶機/服務(wù)器環(huán)境下，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化機器人焊接生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的一種設(shè)計方法。現(xiàn)場設(shè)備通過以太網(wǎng)實現(xiàn)通信，在此基礎(chǔ)上利用Delphi5.0編程技術(shù)，設(shè)計出友好的用戶界面是操作人員直觀動態(tài)的監(jiān)控生產(chǎn)過程，并針對報警信息及突發(fā)事件作出及時反映。同時，還可將采集到的生產(chǎn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)及故障信息提供給企業(yè)經(jīng)營、管理等部門，實現(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)過程技術(shù)含量。 參考文獻 　　1. 東南大學(xué)自動化研究所.南汽依維柯機器人車身焊接生產(chǎn)線監(jiān)控初步設(shè)計方案.2002 　　2. 王昊鵬，杜秀華.生產(chǎn)實時信息網(wǎng)絡(luò)通信的一種實現(xiàn)方法.計算機工程2001，27（1）：48 　　3. 曹涌，蘇梅俊.自動化生產(chǎn)過程中計算機實時監(jiān)控的應(yīng)用與系統(tǒng)開發(fā)實例.制造業(yè)自動化，2001，23（9）：42 　　4. 劉藝.Delphi5企業(yè)級解決方案及應(yīng)用剖析.北京：機械工業(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