用于大型工程现场作业的数控装备监测系统技术方案

本发明专利技术涉及用于大型工程现场作业的数控装备监测系统，包括现场数据采集单元、监测数据处理单元、监测数据传输单元、现场数据中控单元以及远程信息管理单元；现场数据采集单元与监测数据处理单元连接，监测数据传输单元连接于监测数据处理单元和现场数据中控单元之间；现场数据采集单元采集到的监测信号通过监测数据处理单元后，经过监测数据传输单元进入现场数据中控单元；远程信息管理单元与现场数据中控单元网络连接；现场数据中控单元通过网络将所监测的单台现场作业数控装备运行情况信息传输给远程信息管理单元。本发明专利技术实现了对大型工程现场作业的数控装备和作业工况的实时监测，保证大型工程现场作业过程的可靠性、安全性、高效性。

Numerical control equipment monitoring system for large-scale engineering field operation

The invention relates to a monitoring system for NC equipment used in field operation of large-scale projects, which comprises a field data acquisition unit, a monitoring data processing unit, a monitoring data transmission unit, a field data control unit and a remote information management unit, a field data acquisition unit connected with a monitoring data processing unit and a monitoring data transmission unit. The unit is connected between the monitoring data processing unit and the field data control unit; the monitoring signal collected by the field data acquisition unit passes through the monitoring data processing unit and enters the field data control unit through the monitoring data transmission unit; the remote information management unit is connected with the field data control unit through the network; the field number According to the central control unit, through the network, the monitoring information of the operation of a single field NC equipment is transmitted to the remote information management unit. The invention realizes the real-time monitoring of the numerical control equipment and the working condition of the large-scale project site operation, and guarantees the reliability, safety and high efficiency of the large-scale project site operation process.

【技术实现步骤摘要】
用于大型工程现场作业的数控装备监测系统
本专利技术涉及远程监控的
，尤其涉及到用于大型工程现场作业的数控装备监测系统。
技术介绍
数控装备工作的异常状态指某些参数偏离了正常的范围，如振动过大、异常温升、转速异常等，它将导致加工质量下降，甚至产生安全事故等严重后果，所以对数控装备作业过程进行监控十分必要。在一些大型装备的加工现场，如船舶、水电、核电等，由于大型装备已完成预制构件的装配，不可能通过重新拆装进行定心、调平以及校准测量等操作，只能根据需求利用专用装备进行现场加工作业。但现场数控专机由于频繁安装拆卸和人工调试的影响，导致加工质量不能保证，须对整个现场加工系统进行实时监测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供用于大型工程现场作业的数控装备监测系统，实现了对大型工程现场作业的数控装备的实时监测，保证大型工程现场作业过程的可靠性、安全性、高效性。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：包括现场数据采集单元、监测数据处理单元、监测数据传输单元、现场数据中控单元以及远程信息管理单元；其中，所述现场数据采集单元与监测数据处理单元连接，监测数据传输单元连接于监测数据处理单元和现场数据中控单元之间；现场数据采集单元采集到的监测信号通过监测数据处理单元后，以特定通信协议经过监测数据传输单元进入现场数据中控单元；远程信息管理单元与该现场数据中控单元网络连接；现场数据中控单元通过网络将所监测的单台现场作业数控装备运行情况信息传输给远程信息管理单元。进一步地，现场数据采集单元包括PLC数据采集传感器组、数控系统测控组以及夜视补光摄像头；所述监测数据处理单元包括下位PLC及其模块和下位数控装置；其中，下位PLC及其模块与PLC数据采集传感器组连接；下位数控装置与数控系统测控组连接，控制现场作业数控装备加工，采集并处理数控系统测控组传输来的监测信号。进一步地，PLC数据采集传感器组包括倾角传感器、位移传感器、温度传感器、振动传感器和噪声传感器；所述数控系统测控组包括数控多轴伺服控制系统、构成闭环控制的反馈光栅尺和反馈磁栅尺、对刀仪和寻边器等测量单元、原点、限位、手轮等控制位、换刀、润滑、冷却等控制阀。进一步地，夜视补光摄像头为网络传输摄像头。进一步地，下位PLC及其模块包含PLC主机、数字量采集模块、模拟量采集模块、RS232/485控制模块和网络通信模块；其中，数字量采集模块、模拟量采集模块、RS232/485控制模块和网络通信模块分别与PLC主机连接。进一步地，监测数据传输单元为监测数据处理单元与现场数据中控单元之间的连接硬件与通信协议，连接硬件全部为工程级超五类网线，下位PLC及其模块通过网络通信模块以ModbusTCP/ProfiBus协议与上位工业控制计算机通信，下位数控装置通过调用动态链接库(CallingDLL)/ProfiBus/CAN协议与上位工业控制计算机通信，夜视补光摄像头通过网线以RTSP/RTP/RTCP/HTTP/UDP/TCP协议与上位工业控制计算机通信，通信协议包含但不限于上述协议。进一步地，现场数据中控单元为上位工业控制计算机，具有监测数据管理、实时画面监视、工艺信息管理、加工质量测评四大功能。进一步地，远程信息管理单元为监测系统远程终端计算机。进一步地，倾角传感器用于监视和测量现场作业数控装备机械本体安装、调整、加工过程中的平面度和底面倾斜情况；位移传感器用于监视和测量现场作业数控装备机械本体调整、加工过程中相对于基准的移动量和振动情况；温度传感器用于监视和测量现场作业数控装备电机、主轴、刀具和工件加工位置等的温度和温升情况；振动传感器用于监视和测量现场作业数控装备加工过程中主轴或关键旋转构件的振动情况；噪声传感器用于监视和测量现场作业数控装备加工过程中的噪声水平和现场环境的噪声水平；数控多轴伺服控制系统用于现场作业数控装备的执行系统；反馈光栅尺和反馈磁栅尺用于为现场作业数控装备的闭环控制提供反馈信号；对刀仪、寻边器等测量单元、原点、限位、手轮等控制位、换刀、润滑、冷却等控制阀作用于现场作业数控装备的重要构成部分；夜视补光摄像头用于实时监视现场作业环境情况和数控装备加工过程中工件加工位置情况。与现有技术相比，本方案原理如下：现场数据采集单元采集到的监测信号通过监测数据处理单元后，以特定通信协议经过监测数据传输单元进入现场数据中控单元；现场数据中控单元通过网络将所监测的单台现场作业数控装备运行情况信息传输给远程信息管理单元。该过程中，既能使技术人员通过现场数据中控单元负责单台装备的监测数据管理、实时画面监视、工艺信息管理、加工质量测评，又能使现场所有装备的现场数据中控单元信息通过网络传输到远程信息管理单元进行集中管控与大数据分析。与现有技术相比，本方案具有如下优点：1、实现了对整个现场加工系统内众多现场作业数控装备的实时监测，降低了生产成本，提高了产品质量，保证了大型装备现场作业过程的可靠性、安全性、高效性。2、采用“分散采集、集中监测、远程控制”的设计思想，避免了型装备工件所占空间大、数控专机移动频繁、作业环境粉尘噪声等影响；具有设计层次明晰、分工明确、单元间通信稳定、中控端实时性好等优点。附图说明图1为本专利技术用于大型工程现场作业的数控装备监测系统实施例的结构示意图；图2为本专利技术用于大型工程现场作业的数控装备监测系统实施例中下位PLC及其模块的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：参见附图1所示，本实施例所述的用于大型工程现场作业的数控装备监测系统，包括现场数据采集单元1、监测数据处理单元2、监测数据传输单元3、现场数据中控单元4以及远程信息管理单元5。现场数据中控单元4为上位工业控制计算机。远程信息管理单元5为监测系统远程终端计算机。其中，现场数据采集单元1包括PLC数据采集传感器组11、数控系统测控组12以及夜视补光摄像头13。监测数据处理单元2包括下位PLC及其模块21和下位数控装置22。下位PLC及其模块21与PLC数据采集传感器组11连接；下位数控装置22与数控系统测控组12连接，控制现场作业数控装备加工，采集并处理数控系统测控组传输来的监测信号。PLC数据采集传感器组11包括倾角传感器11-1、位移传感器11-2、温度传感器11-3、振动传感器11-4和噪声传感器11-5。倾角传感器11-1用于监视和测量现场作业数控装备机械本体安装、调整、加工过程中的平面度和底面倾斜情况；位移传感器11-2用于监视和测量现场作业数控装备机械本体调整、加工过程中相对于基准的移动量和振动情况；温度传感器11-3用于监视和测量现场作业数控装备电机、主轴、刀具和工件加工位置等的温度和温升情况；振动传感器11-4用于监视和测量现场作业数控装备加工过程中主轴或关键旋转构件的振动情况；噪声传感器11-5用于监视和测量现场作业数控装备加工过程中的噪声水平和现场环境的噪声水平。数控系统测控组12包括数控多轴伺服控制系统12-1、构成闭环控制的反馈光栅尺12-2和反馈磁栅尺12-3、测量单元12-4、控制位12-5和控制阀12-6。数控多轴伺服控制系统12-1用于现场作业数控装备的执行系统；反馈光栅尺12-2和反馈磁栅尺12-3用于为现场作业数控装备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于大型工程现场作业的数控装备监测系统，其特征在于：包括现场数据采集单元(1)、监测数据处理单元(2)、监测数据传输单元(3)、现场数据中控单元(4)以及远程信息管理单元(5)；其中，所述现场数据采集单元(1)与监测数据处理单元(2)连接，监测数据传输单元(3)连接于监测数据处理单元(2)和现场数据中控单元(4)之间；现场数据采集单元(1)采集到的监测信号通过监测数据处理单元(2)后，以特定通信协议经过监测数据传输单元(3)进入现场数据中控单元(4)；远程信息管理单元(5)与该现场数据中控单元(4)网络连接；现场数据中控单元(4)通过网络将所监测的单台现场作业数控装备运行情况信息传输给远程信息管理单元(5)。

【技术特征摘要】
2017.12.28 CN 20171146164401.用于大型工程现场作业的数控装备监测系统，其特征在于：包括现场数据采集单元(1)、监测数据处理单元(2)、监测数据传输单元(3)、现场数据中控单元(4)以及远程信息管理单元(5)；其中，所述现场数据采集单元(1)与监测数据处理单元(2)连接，监测数据传输单元(3)连接于监测数据处理单元(2)和现场数据中控单元(4)之间；现场数据采集单元(1)采集到的监测信号通过监测数据处理单元(2)后，以特定通信协议经过监测数据传输单元(3)进入现场数据中控单元(4)；远程信息管理单元(5)与该现场数据中控单元(4)网络连接；现场数据中控单元(4)通过网络将所监测的单台现场作业数控装备运行情况信息传输给远程信息管理单元(5)。2.根据权利要求1所述的用于大型工程现场作业的数控装备监测系统，其特征在于：所述现场数据采集单元(1)包括PLC数据采集传感器组(11)、数控系统测控组(12)以及夜视补光摄像头(13)；所述监测数据处理单元(2)包括下位PLC及其模块(21)和下位数控装置(22)；其中，下位PLC及其模块(21)与PLC数据采集传感器组(11)连接；下位数控装置(22)与数控系统测控组(12)连接，控制现场作业数控装备加工，采集并处理数控系统测控组传输来的监测信号。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，叶剑锋，
申请(专利权)人：佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院，佛山市广工大数控装备技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44