| 专利名称： | 一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法及系统 | ||
| 专利名称(英文)： | An automobile press line, and intelligent and remote parameter monitoring method and system | ||
| 专利号： | CN201610165429.5 | 申请时间： | 20160322 |
| 公开号： | CN105759710A | 公开时间： | 20160713 |
| 申请人： | 北京机械工业自动化研究所 | ||
| 申请地址： | 100120 北京市西城区德胜门外教场口街一号 | ||
| 发明人： | 贾沛; 叶爱萍; 米学宁 | ||
| 分类号： | G05B19/05 | 主分类号： | G05B19/05 |
| 代理机构： | 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006 | 代理人： | 梁挥; 黄梅 |
| 摘要： | 本发明公开一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统及方法，通过本地监控装置、远程监控装置以及数据库服务器对汽车冲压生产线进行现场以及远程监控，包括如下步骤：S100，将汽车冲压生产线上所有设备连接至本地监控装置的各PLC控制模块，各PLC控制模块与本地监控装置的本地监控计算机组建局域网；S200，本地监控计算机通过各PLC控制模块对局域网内需要监控的设备对象进行分布式数据采集；S300，采用本地监控装置进行现场监控，监控数据实时存储于数据库服务器或对数据库服务器的原有数据进行更新；S400，采用远程监控装置进行远程监控，远程监控计算机通过同时作为WEB服务器的本地监控计算机定时调用数据库服务器中实时存储及更新后的监控数据。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses an automobile press line, and intelligent and remote parameter monitoring system and method, by the local monitoring device, the remote monitoring device and automobile stamping database server to remote monitoring and on-site production line, comprising the following steps : S100, the stamping of the vehicle on the production line is connected to the local monitoring device for all equipment of the PLC control module, the PLC control module and the local monitoring device for the formation of local area network of the local monitoring computer; S200, the local monitoring computer through the PLC control module to the local area network to monitoring equipment of the object to be distributed data acquisition; S300, the local monitoring device for the on-site monitoring, monitoring real-time data stored in the database server or on the database server to update the original data of the; S400, the remote monitoring device to carry out remote monitoring, remote monitoring computer through the local server WEB at the same time as monitoring computer timing call database server stores and updates in real time the monitoring data. | ||
1.一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在于，包括： 本地监控装置，对汽车冲压生产线进行现场监控，包括本地监控计算机以及与所述本 地监控计算机相连接的多个PLC控制模块； 远程监控装置，对汽车冲压生产线进行远程监控，包括至少一个远程监控计算机，所述 远程监控计算机与所述本地监控计算机通过网络连接；以及 数据库服务器，与所述本地监控计算机通过网络连接，所述本地监控计算机通过所述 PLC控制模块对生产线的现场监控数据进行采集，并实时存储于所述数据库服务器或对所 述数据库服务器的原有数据进行更新，所述远程监控计算机通过同时作为WEB服务器的所 述本地监控计算机定时调用所述数据库服务器中实时存储及更新后的监控数据。
2.根据权利要求1所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在于，所 述本地监控装置包括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询 模块以及日志查询模块。
3.根据权利要求1或2所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在 于，所述本地监控装置包括OPC服务器和OPC客户端模块，所述OPC客户端模块通过所述OPC 服务器与所述PLC控制模块相连接。
4.根据权利要求1所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在于，所 述远程监控装置包括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询 模块以及日志查询模块。
5.根据权利要求1或4所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在 于，所述远程监控装置包括防火墙模块和VPN服务器。
6.一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，通过本地监控装置、 远程监控装置以及数据库服务器对汽车冲压生产线进行现场以及远程监控，包括如下步 骤： S100，将汽车冲压生产线上所有设备连接至本地监控装置的各PLC控制模块，各PLC控 制模块与本地监控装置的本地监控计算机组建局域网； S200，本地监控计算机通过各PLC控制模块对局域网内需要监控的设备对象进行分布 式数据采集； S300，采用本地监控装置进行现场监控，监控数据实时存储于数据库服务器或对数据 库服务器的原有数据进行更新； S400，采用远程监控装置进行远程监控，远程监控计算机通过同时作为WEB服务器的本 地监控计算机定时调用数据库服务器中实时存储及更新后的监控数据。
7.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，所 述步骤S200还包括如下步骤： 使用OPC服务器将本地监控计算机上的OPC客户端模块和局域网内需要监控的设备对 象相对应PLC控制模块建立连接。
8.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，所 述步骤S400中还包括如下步骤： 远程监控装置设置多个远程监控计算机，多个远程监控计算机与本地监控计算机之间 采用浏览器/服务器模式。
9.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，所 述步骤S300以及S400中还包括如下步骤： 本地监控装置和远程监控装置都需要进行用户身份验证，且本地监控装置和远程监控 装置使用同一套用户信息表。
10.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于， 所述步骤S400中还包括如下步骤： 远程监控装置设置自动刷新步骤以定时从数据库服务器获取实时存储后的监控数据。
11.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于， 所述步骤S300中还包括如下步骤： 于数据库服务器中设置报警信息表，通过报警信息表中报警变量的更新进行报警。
1.一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在于，包括： 本地监控装置，对汽车冲压生产线进行现场监控，包括本地监控计算机以及与所述本 地监控计算机相连接的多个PLC控制模块； 远程监控装置，对汽车冲压生产线进行远程监控，包括至少一个远程监控计算机，所述 远程监控计算机与所述本地监控计算机通过网络连接；以及 数据库服务器，与所述本地监控计算机通过网络连接，所述本地监控计算机通过所述 PLC控制模块对生产线的现场监控数据进行采集，并实时存储于所述数据库服务器或对所 述数据库服务器的原有数据进行更新，所述远程监控计算机通过同时作为WEB服务器的所 述本地监控计算机定时调用所述数据库服务器中实时存储及更新后的监控数据。
2.根据权利要求1所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在于，所 述本地监控装置包括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询 模块以及日志查询模块。
3.根据权利要求1或2所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在 于，所述本地监控装置包括OPC服务器和OPC客户端模块，所述OPC客户端模块通过所述OPC 服务器与所述PLC控制模块相连接。
4.根据权利要求1所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在于，所 述远程监控装置包括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询 模块以及日志查询模块。
5.根据权利要求1或4所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其特征在 于，所述远程监控装置包括防火墙模块和VPN服务器。
6.一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，通过本地监控装置、 远程监控装置以及数据库服务器对汽车冲压生产线进行现场以及远程监控，包括如下步 骤： S100，将汽车冲压生产线上所有设备连接至本地监控装置的各PLC控制模块，各PLC控 制模块与本地监控装置的本地监控计算机组建局域网； S200，本地监控计算机通过各PLC控制模块对局域网内需要监控的设备对象进行分布 式数据采集； S300，采用本地监控装置进行现场监控，监控数据实时存储于数据库服务器或对数据 库服务器的原有数据进行更新； S400，采用远程监控装置进行远程监控，远程监控计算机通过同时作为WEB服务器的本 地监控计算机定时调用数据库服务器中实时存储及更新后的监控数据。
7.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，所 述步骤S200还包括如下步骤： 使用OPC服务器将本地监控计算机上的OPC客户端模块和局域网内需要监控的设备对 象相对应PLC控制模块建立连接。
8.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，所 述步骤S400中还包括如下步骤： 远程监控装置设置多个远程监控计算机，多个远程监控计算机与本地监控计算机之间 采用浏览器/服务器模式。
9.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于，所 述步骤S300以及S400中还包括如下步骤： 本地监控装置和远程监控装置都需要进行用户身份验证，且本地监控装置和远程监控 装置使用同一套用户信息表。
10.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于， 所述步骤S400中还包括如下步骤： 远程监控装置设置自动刷新步骤以定时从数据库服务器获取实时存储后的监控数据。
11.根据权利要求6所述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其特征在于， 所述步骤S300中还包括如下步骤： 于数据库服务器中设置报警信息表，通过报警信息表中报警变量的更新进行报警。
翻译：技术领域
本发明属于工业设备参数监控技术领域，具体涉及一种汽车冲压生产线的智能远 程参数监控方法及系统。
背景技术
汽车厂有4大流程(4大车间)分别是冲压车间、焊接车间、涂装车间、总装车间。汽 车冲压件产生于冲压车间。
汽车冲压件，顾名思义，就是构成汽车零部件的金属冲压件。在汽车冲压件中，一 部分经冲压后直接成为汽车零部件，另一部分经冲压后还需经过焊接、机械加工、油漆等工 艺加工后才能成为汽车零部件。汽车冲压件品种繁多，如汽车减震器冲压件弹簧托盘、弹簧 座、弹簧托架、端盖、封盖、压缩阀盖、压缩阀套、油封座、底盖、防尘盖、叶轮、油筒、支耳、支 架等都属于汽车冲压件。
传统的汽车冲压生产线的本地参数监控方法都是通过现场的触摸屏程序或者 WinCC程序实现现场设备的参数实时监控，操作复杂。另外，考虑到设备和数据的安全性，传 统的汽车冲压生产线基本很少做整线远程参数监控。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法及系统，能 够对汽车冲压生产线进行现场以及远程参数监控。
为了实现上述目的，本发明的一种汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统， 包括：
本地监控装置，对汽车冲压生产线进行现场监控，包括本地监控计算机以及与所 述本地监控计算机相连接的多个PLC控制模块；
远程监控装置，对汽车冲压生产线进行远程监控，包括至少一个远程监控计算机， 所述远程监控计算机与所述本地监控计算机通过网络连接；以及
数据库服务器，与所述本地监控计算机通过网络连接，所述本地监控计算机通过 所述PLC控制模块对生产线的现场监控数据进行采集，并实时存储于所述数据库服务器或 对所述数据库服务器的原有数据进行更新，所述远程监控计算机通过同时作为WEB服务器 的所述本地监控计算机定时调用所述数据库服务器实时存储及更新后的监控数据。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其中，所述本地监控装置包 括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询模块以及日志查询 模块。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其中，所述本地监控装置包 括OPC服务器和OPC客户端模块，所述OPC客户端模块通过所述OPC服务器与所述PLC控制模 块相连接。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其中，所述远程监控装置包 括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询模块以及日志查询 模块。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统，其中，所述远程监控装置包 括防火墙模块和VPN服务器。
本发明的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，通过本地监控装置、远程 监控装置以及数据库服务器对汽车冲压生产线进行现场以及远程监控，包括如下步骤：
S100，将汽车冲压生产线上所有设备连接至本地监控装置的各PLC控制模块，各 PLC控制模块与本地监控装置的本地监控计算机组建局域网；
S200，本地监控计算机通过各PLC控制模块对局域网内需要监控的设备对象进行 分布式数据采集；
S300，采用本地监控装置进行现场监控，监控数据实时存储于数据库服务器或对 数据库服务器的原有数据进行更新；
S400，采用远程监控装置进行远程监控，远程监控计算机通过同时作为WEB服务器 的本地监控计算机定时调用数据库服务器中实时存储及更新后的监控数据。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其中，所述步骤S200还包括 如下步骤：使用OPC服务器将本地监控计算机上的OPC客户端模块和局域网内需要监控的设 备对象相对应PLC控制模块建立连接。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其中，所述步骤S400中还包 括如下步骤：远程监控装置设置多个远程监控计算机，多个远程监控计算机与本地监控计 算机之间采用浏览器/服务器模式。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其中，所述步骤S300以及 S400中还包括如下步骤：本地监控装置和远程监控装置都需要进行用户身份验证，且本地 监控装置和远程监控装置使用同一套用户信息表。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其中，所述步骤S400中还包 括如下步骤：远程监控装置设置自动刷新步骤以定时从数据库服务器获取实时存储后的监 控数据。
上述的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法，其中，所述步骤S300中还包 括如下步骤：于数据库服务器中设置报警信息表，通过报警信息表中报警变量的更新进行 报警。
本发明的有益功效在于，本发明采用本地参数监控系统和远程参数监控系统共用 一套数据库实现设备的本地监控和远程监控，本地参数监控系统实现数据库的实时存储和 更新，远程参数监控系统调用实时存储及更新后的监控数据。
远程参数监控系统通过B/S模式实现远程参数监控，远程参数监控系统可以实现 任一联网用户都可通过远程用户登录系统访问设备的参数和状态。
考虑到设备和数据的安全性，传统的汽车冲压生产线基本很少做整线远程参数监 控，本发明采用企业防火墙加VPN服务器可以实现根据企业需要自主选择开启和关闭远程 参数监控，在减少远程参数监控成本的同时，能有效保证设备和参数的安全性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统的架构图；
图2为本发明的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统的在线监控装置的模 块框图；
图3为本发明的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法的步骤图；
图4为本发明的OPC服务器和多个PLC控制模块之间网络拓扑图。
其中，附图标记
10本地监控装置
11本地监控计算机
12PLC控制模块
13OPC服务器
14OPC客户端模块
20远程监控装置
21远程监控计算机
30数据库服务器
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解 本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
如图1和图2所示，本发明的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控系统包括：本 地监控装置10、远程监控装置20以及数据库服务器30。
本地监控装置10用于对汽车冲压生产线进行现场监控，包括本地监控计算机11以 及与本地监控计算机11相连接的多个PLC控制模块12。远程监控装置20用于对汽车冲压生 产线进行远程监控，包括至少一个远程监控计算机21。远程监控计算机21与本地监控计算 机11通过网络连接。数据库服务器30与本地监控计算机11通过网络连接。汽车冲压生产线 具有多个设备，例如机器人、压机、皮带机等，同一生产线一般由多个PLC控制模块12进行控 制，将分布在线体不同位置的PLC控制模块12与本地监控计算机11组建局域网。本地监控计 算机11通过PLC控制模块12对生产线的现场监控数据进行采集，并于数据库服务器30中进 行实时存储和更新，远程监控装置20的远程监控计算机21通过同时作为WEB服务器的本地 监控计算机11定时访问调用数据库服务器30中存储及更新后的监控数据。
其中，本地监控装置10具有用户登录、整线状态实时显示、故障报警、历史数据查 询、日志查询等功能。故，本地监控装置10包括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障 报警模块、历史数据查询模块以及日志查询模块等。
远程监控装置20的功能基本和本地监控装置10的功能一致，远程监控装置20也包 括用户登录模块、整线状态实时显示模块、故障报警模块、历史数据查询模块以及日志查询 模块等。
其中，本地监控装置10还包括OPC服务器13和OPC客户端模块14，OPC客户端模块14 可设置于本地监控计算机11上。OPC客户端模块14通过OPC服务器13与PLC控制模块12相连 接。OPC客户端模块14通过使用OPC服务器13将本地监控计算机11上的OPC客户端模块14和 局域网内需要监控的设备对象相对应PLC控制模块12建立连接。
进一步地，远程监控装置20还包括防火墙模块和VPN服务器。为保证远程参数监控 的信息安全，采用防火墙模块加VPN服务器，为远程客户和本地设备建立一条专用通道，并 采用高级协议防止信息泄露。
同时，增加用户身份验证，进一步加强信息安全。本地监控装置10以及远程监控装 置20的用户登录模块都包括身份验证功能，在登录时都需要进行用户身份验证，为保证信 息的一致性及易维护性，本地监控装置10以及远程监控装置20共用一套用户信息表。
远程数据监控平台20的用户登录模块的用户权限分为两级，高级用户拥有所有权 限，包括查看历史参数、查看实时状态、查看日志、添加新用户等，低级用户则不能查看日 志、不能添加新用户。
如图3所示，本发明的汽车冲压生产线的智能及远程参数监控方法包含信息分散 采集、信息整合显示、分析处理和报警反馈。其实施步骤如下：
S100，将汽车冲压生产线上所有设备连接至本地监控装置的各PLC控制模块，各 PLC控制模块与本地监控装置的本地监控计算机组建局域网；
S200，本地监控计算机通过各PLC控制模块对局域网内需要监控的设备对象进行 分布式数据采集；
S300，采用本地监控装置进行现场监控，并于数据库服务器中存储及更新各监控 数据表；
S400，采用远程监控装置进行远程监控，远程监控装置通过同时作为WEB服务器的 本地监控计算机从数据库服务器定时获取存储及更新后的监控数据。
所述步骤S100中，将汽车冲压生产线上的所有设备，如机器人、压机、皮带机等设 备连接到PLC，实现设备与PLC的数据通讯。同一个生产线由多个PLC控制，整线的状态监控 需要将多个PLC中的数据整合到一个界面中显示。为实现整线参数监控，需要将分散在线体 不同位置的PLC互联起来，并与本地监控计算机组建一个局域网。所有该局域网里的设备都 配备一个IP地址，且尽量连续，方便预留一部分连续IP地址用于VPN服务器的内部映射。
所述步骤S200中，使用OPC服务器将本地监控计算机上的OPC客户端模块和局域网 内需要监控的设备对象的PLC控制模块建立S7连接，便于实现分布式数据采集。具体地，在 本地监控计算机上安装SIMATICNCMManager和SimaticNET，通过本地组态和配置PC站建 立OPC服务器和多个PLC控制模块之间的S7连接，实现分布式数据采集，网络拓扑如图4所 示。在建立S7连接时，如果PLC在机架上，需要指定PLC在机架上的位置。
本发明可将线体上不同厂家的设备连接到同一个局域网里，并将各自的PLC控制 模块连接到本地OPC服务器上，实现数据采集、显示、控制和报警。
所述步骤S300中，根据本地监控装置的功能需要，创建数据库数据表，包括创建实 时状态、历史数据、用户信息、日志、报警信息数据表等。
本地监控装置运行后，实时显示、处理数据，并及时发出警报信息，同时，OPC服务 器调用数据库服务器实现监控数据的实时存储及更新。
本地监控计算机采用高性能配置作为上位机，使用OPC客户端模块实现上位机和 现场PLC控制模块的数据通讯，实现现场设备参数的实时显示、实时处理，并调用数据库实 时写入数据库服务器。
其中，于数据库服务器中设置报警信息表，通过报警信息表中相应报警变量的更 新而进行报警，报警处理信息和现场处理完的报警信息完全一致，且无需添加报警控制模 块，简化处理的同时，提高了运行效率，报警信息也更准确及时；同时，远程报警信息也实时 更新。
所述步骤S400中，本地监控计算机安装并配置IIS担任WEB服务器，远程监控装置 设置多个远程监控计算机，多个监控计算机与本地监控计算机之间采用浏览器/服务器模 式。任意一台联网计算机均可作为远程监控计算机，远程监控计算机通过浏览器访问本地 WEB服务器，本地WEB服务器将执行完的网页返回给远程监控计算机，远程监控装置采用定 时刷新步骤来定时获取存储及更新后的监控数据，以得到最新的状态信息。
其中，在远程监控计算机中，还可以使用Div层实现整线状态远程监控界面，每个 设备的状态都使用Div层加载文字或者图片来显示相应的状态，不同颜色、不同的文字或者 不同的图片代表设备的不同状态，这样的远程监控界面可视性强、易懂，方便用户使用。
例如如下表所示：
变量描述 Div层形状 TRUE False 安全光栅是否关闭 长方形，黄色边框 绿色填充 红色填充 安全门是否关闭 长方形，蓝色边框 绿色填充 红色填充 升降门是否关闭 长方形，枚红色边框 绿色填充 红色填充 台车是否满 长方形，黑色边框 红色填充 绿色填充 是否有工件 长方形，无边框 黄色填充 Div层不显示
变量描述 Div层形状 TRUE False 急停是否开启 正方形，黑色边框 加载红色圆形图片 加载绿色圆形图片 是否有真空故障 正方形，黑色边框 加载红色圆形图片 加载蓝色圆形图片 GR是否暂停 正方形，黑色边框 加载红色圆形图片 加载绿色圆形图片 GR是否报警 正方形，黑色边框 加载红色圆形图片 加载绿色圆形图片 GR是否运行 正方形，黑色边框 加载绿色圆形图片 加载红色圆形图片 是否自动状态 正方形，黑色边框 填充绿色 填充红色 是否准备好 正方形，黑色边框 填充绿色 填充红色 是否紧急停止状态 正方形，黑色边框 填充红色 填充绿色
当然，本发明并不限于以上示例。
远程客户端只需要配置VPN客户端，通过VPN登录后，就可以访问WEB服务器，当有 网页请求时，WEB服务器将根据请求在服务器端运行网页，然后再将运行完的网页发送到远 程客户端，远程客户端即可打开远程监控装置。
本发明以数据库作为中间件实现远程参数监控，本系统中的远程参数监控并非直 接远程连接到现场设备，而是借助数据库服务器，将及时更新的数据存储在数据库服务器 上，再通过定时刷新网页来获取数据库服务器上最新数据，简化了远程监控操作，也节约了 部分设备成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
