一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法技术方案

一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法，其系统包括切纸机数控系统的被控端１，串口服务器的中转站２及远程监控与故障诊断中心服务器的主控端３，被控端１由工控机ＰＣ／１０４控制，被控端１与中转站２通过ＲＳ－４８５串口通信，中转站２和远程主控端３通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通信，其实现方法是通过制定远程监控控制策略及通信协议，实现了对数控切纸机的远程监控与故障诊断功能，具有降低机器维护维修成本、缩短停机时间，提高生产效率的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及远程监控与故障诊断技术，特别涉及一种数控切纸机 远程监控与故障诊断系统及其实现方法。
技术介绍
随着经济的发展和科技的进步，如今在中小企业大量出现各种数 控加工设备，这主要是由于数控设备加工适应性广，适合按客户需求 定制的中小批量生产模式，并能大大降低工人的劳动强度，提高生产 效率，增加经济效益。通常的数控设备都具备了一套诊断程序，可以査看机器的状态信 息。有了这套诊断程序，我们就可以及时发现和排除各种故障，把故 障隔离到模块或器件一级，使停机时间达到最小。但是，这套诊断程 序实质上只是个故障报警系统，对故障诊断和定位在很大程度上有赖 于人的经验，并且只能为现场操作人员和维护人员服务。如果我们能 够远程取得设备状态信息，并且可以远程控制数控设备的话，对数控 设备使用企业以及生产商，无疑都具有重大的意义。另外，在信息化的社会，网络化制造日益成为一个流行的观念， 它利用当代的信息技术，有效地共享全球的制造资源，降低生产成本， 提高制造的敏捷性。这样就产生如下需求 一个企业中的设备可能和 异地企业的设备组成制造系统，或者由异地企业来控制管理。因此，在网络化制造中，研究设备远程监控和诊断技术，实现工业设备实现 网络化管理，是一个基础性的课题。在以数控切纸机为对象研究远程监控与诊断系统的实现方法中， 设备用户有时候会因为一些很小的问题耽误正常使用，例如，在一般 数控系统中有一个称之为"误差补偿"的可设置参数，同样，在这种 数控切纸机的参数设置里面也有一个"定位调整"参数，该参数用于 调整变频器响应延时引起的定位误差，若该参数设置不当，则会经常 出现"定位超差"。而变频器响应延时会因制造厂家不同，或使用时 间的变化而变化，因此，当变频器响应延时和"定位调整"参数设置 不一样时就会出现推纸器位置显示和目标位置不一致的情况。若用户 报告这一问题，维修人员要给用户说明清楚解决的办法让用户自己调 试解决或者上门处理这样的小事，这将是非常费时费力的。目前国内外尚没有数控切纸机远程监控与故障诊断系统产品，此 领域的研究文献也很少。已有文献中，马军等人在《电脑与信息技术》2003年第二期的一篇名为《基于Modem的远程控制的C + +Builder 实现方法的研究》论文中提出了的一种数控切纸机远程监控与故障诊 断系统。该系统包括监控中心计算机、2台Modem和被控端设备，监 控中心计算机和远端设备通过RS —232C接口与Modem相连，再通过 Modem接入公用电话网(PSTN)，由公用电话网(PSTN)实现本地 Modem与远端设备的联接，从而实现监控中心计算机与远端设备间的 双向通讯。远端设备的数据采集和控制系统可以是单片机或者是PC 机，这样就可以对远端设备的各种运行参数和数据进行实时采集并存储，然后通过Modem将数据实时传送到电话网上。监控中心的PC机 则利用基于C + + Builder的Modem通讯软件接收传送到电话网上 的数据。同样，PC机监控中心也可以通过Modem和电话网对远端设 备发送一些命令以执行相应的动作。但是基于PTSN公用电话网的Modem的通信受信道干扰影响大， 经常因为信道干扰而出现数据丢失、误码，而且经常断线，而数控切 纸机的远程监控需要在远程主控端和被控端频繁地交互数据， -旦数 据丢失或者经常产生误码，就不能实现远程监控，更不可能通过这种 错误的机器运行状态信息在远程主控端对切纸机的故障作出科学判 断。因此这种方式通信效率低，稳定性弱，根本无法满足数控切纸机 远程监控与故障诊断系统对数据正确性需要，达不到远程监控与故障 诊断的目标。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种数控 切纸机远程监控与故障诊断系统及其实现方法，可以远程监控印刷厂 数控切纸机的运行状况，并以此提供远程技术支持，推断故障原因并 给出诊断建议，具有降低机器维护维修成本、縮短停机时间，提高生 产效率的特点。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案实现的一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，包括切纸机数控系统 的被控端1，串口服务器的中转站2及远程监控与故障诊断中心服务 器的远程主控端3三部分，被控端l由工控机PC/104控制，被控端1与中转站2通过RS-485串口通信，中转站2和远程主控端3通过 Internet网络通信。所述的工控机PC/104将远程监控中心的控制指令进行校验、解 析、数据处理并执行相关的操作，同时实时地将被控端的信息发送给 中转站，这些信息包括数控切纸机的运行状态、切纸机的参数设置、 当前运行的程序及运行程序代码行执行的位置、程序错误代码、程序 编辑状态、推纸器的位置及刀具的位置信息、工控机PC/104运行状 态、工控机PC/104当前的人机界面及数控系统输入设备的按键的状 态；远程监控与故障诊断中心的技术专家依据这些信息可以对切纸机 的故障作出判断，并给出诊断和维修的方案，为印刷厂提供远程技术 支持。工控机PC/104和串口服务器之间的通信采取半双工控制策略， 即只有当工控机PC/104接收到串口服务器的数据正确或者数据中有 十六进制帧尾结束标志0XFF时，才向串口服务器发送反馈信息数据。所述的中转站2将上述工控机PC/104发送给远程主控端的信息 暂时储存并解析这些信息，做相应的数据处理，然后将这些信息以动 画或文本形式在本地显示，为印刷厂技术部提供监控服务。在本地处 理并显示完数据后，中转站2将这些状态信息通过网络发送到远程监 控与故障诊断中心。中转站2在本专利技术C/S架构中相对远程主控端3 而言是客户端，在通信开始时首先要向远程主控端3发送TCP连接请 求，并等待远程主控端3回复TCP连接请求应答信号，当中转站2接 收到该应答信号后表明远程主控端3和中转站2间的网络通信链路建 立，此时可以相互通信。中转站2的另一功能是转发远程主控端的控制指令，当接收到远程的控制指令后便对该指令进行相关的数据帧校 验，当校验完成并正确时就将该指令发送给工控机PC/104。串口服务器和工控机PC/104之间的通信采取半双工控制策略，即只有当串 口服务器接收到工控机PC/104的数据正确或者数据中有十六进制帧 尾结束标志0XFF时，才向工控机PC/104发送控制指令。另外，中转站2自身也可以通过向工控机PC/104发送指令来控 制切纸机的运行，但是它的控制指令较远程控制指令的优先级低，每 次向工控机PC/104发送控制指令时，都需要判断此时是否有远程控 制指令，若有，则优先发送远程控制指令，同时屏蔽并清空本地控制 指令，这是通过在中转站2设置两个指令队列来实现的， 一个是本地 指令队列，用于存储本地控制指令；另一个是远程指令队列，用于存 储远程监控中心的控制指令。为了保证远程主控端3的实时性及通信节拍的完整性和有效性， 在中转站2配置有两个时钟定时器模块， 一个用于调节和工控机 PC/104的通信， 一个用于保证网络通信链路的畅通有效，以实现永 远在线的功能。所述的永远在线功能指的是，只要远程主控端3处于联机状态， 中转站2将永远和远程主控端3保持通信状态，即使因各种原因通信 中止，中转站2也能通过通信协议和控制策略重新建立通信链路，从 而保证了中转站2和远程主控端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控切纸机远程监控与故障诊断系统，其特征在于，包括切纸机数控系统的被控端（１），串口服务器的中转站（２），远程监控与故障诊断中心服务器的远程主控端（３）三部分，被控端（１）由工控机ＰＣ／１０４控制，被控端（１）与中转站（２）通过ＲＳ－４８５串口通信，中转站（２）和远程主控端（３）通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梅雪松，杨军，陶涛，姜歌东，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]