基于三菱PLC的RZU2000HM液壓機遠程監控系統研究

呂冬梅

（1.合肥工業大學 CIMS研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽交通職業技術學院，安徽 合肥 230051）

基于三菱PLC的RZU2000HM液壓機遠程監控系統研究

呂冬梅1，2

（1.合肥工業大學 CIMS研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽交通職業技術學院，安徽 合肥 230051）

介紹大型單雙動薄板沖壓液壓機RZU2000HM液壓機的應用背景，并根據其在實際生產過程的特點和需要，進行了遠程監控系統的設計，最終通過三菱公司的PLC實現實際生產過程中RZU 2000HM液壓機遠程監控的目的.

沖壓液壓機；遠程監控；PLC；計算機通訊

RZU2000HM型液壓機是20000千牛快速單雙動薄板拉伸沖壓液壓機，它是是通過液壓驅動上下模具快速合模，使得金屬薄板毛坯件發生永久變形，最終獲得零件沖壓成型的加工設備，其外觀如圖1所示.薄板沖壓工藝具有尺寸精度穩定、加工成本低、生產效率高等特點，廣泛應用于航空、航天、汽車、軍工、工程機械及家用電器等國民經濟發展的重要領域.

圖1 RZU2000HM型快速薄板拉伸液壓機

目前用于薄板沖壓的設備主要有液壓機和機械壓力機，在需要深拉伸力和大拉伸力時機械壓力機很難滿足要求[1].如今，各種原理應用于普通數控機床故障診斷的比比皆是，比如基于CAN總線的故障診斷以及基于VB的分布式數控機床遠程監控與診斷系統研究[2]、基于匹配濾波模型神經網絡在數控機床故障診斷中的應用[3]，而應用于快速薄板拉伸液壓機的很罕見，本文就大型數控單雙動薄板沖壓液壓機的遠程監控進行說明.

1 系統設計

1.1 系統設計原理

RZU2000HM型液壓機的遠程監控是利用以太網網絡廣域連接于客戶正在使用的薄板沖壓液壓機上，對該機的各個信號進行檢測，以判斷此液壓機的故障所在，并根據具體情況進行在線或離線修復，系統采用廣域網絡或即連式網絡連接技術，可在以太網所達地域進行服務.本項目選擇三菱公司的PLC作為與計算機通訊的設備.

1.2 三菱公司的PLC與計算機通訊

為了滿足PLC的網絡化要求，幾乎所有的PLC為可編程控制器開發了與上位機通訊的接口或專用通訊模塊.在小型PLC上設有RS485通訊接口；在中大型PLC上都設有專用的通訊模塊. PLC與計算機之間的通訊正是通過PLC上的RS422或RS232C接口和計算機上的RS232C接口進行的.PLC與計算機之間的信息交換方式，一般采用字符串、雙工或半、異步、串行通信方式.因此，凡具有RS232C口并能輸入輸出字符串的計算機都可以用于和可編程控制器的通訊[5].

1.3 三菱公司PLC遠程監控系統結構

目前，三菱公司PLC應用較為廣泛，其遠程監控系統結構如圖2所示，操作計算機通過自動撥號和廣域網，實現與RZU2000HM型沖壓液壓機的遠程控制.

圖2 三菱公司PLC遠程監控系統結構

2 三菱公司的PLC網絡結構

三菱公司PLC網絡繼承了傳統的MELSEC網絡，并在性能、功能、使用簡便等方面更勝一籌.其Q系列PLC提供層次清晰的三層網絡，針對各種用途提供最合適的網絡產品，應用廣泛.其網絡結構如圖3所示.

2.1 信息層/Ethernet（以太網）

信息層主要是在PLC、設備控制器以及生產管理用PC之間傳輸生產和質量管理信息及設備的運轉情況等數據，Ethernet能連接windows系統的PC、UNIX系統的工作站及各種FA設備,Q系列PLC系列的Ethernet模塊具有因特網電子郵件收發功能，便于用戶構建遠程監視管理系統.

2.2 控制層/MELSECNET/10（H）

控制層是PLC、CNC等控制設備之間方便且高速地進行處理數據互傳的控制網絡.MELSECNET/10以良好的實時性、簡單的網絡設定、無程序的網絡數據共享概念，以及冗余回路等特點獲得了很高的市場評價.

2.3 設備層/現場總線CC-Link

設備層是把PLC等控制設備和傳感器以及其他設備連接起來的現場網絡.采用CC-Link現場總線連接，布線數量大大減少，提高了系統可維護性.而且，除了ON/OFF等開關量的數據，還可連接ID系統、人機界面、變頻器、條形碼閱讀器等智能化設備，除了各種數據的通信，還可以實現終端生產信息的管理.在Q系列PLC中，CC-Link的功能更好，使用更簡便.

三菱的PLC網絡進行通信時，可進行跨網絡間的數據通信和程序的遠程監控、修改、調試等工作，無需考慮網絡的層次和類型.MELSECNET/10 (H)和CC-Link使用循環通信的方式，周期性自動地收發信息，無需專門的數據通信程序，只需簡單的參數設定.Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/10(H)、CC-Link網絡，可以在GX Developer軟件畫面上設定網絡參數，簡單方便.另外，Q系列PLC還支持PROFIBUS、Modbus、DeviceNet、ASi等其它廠商的網絡，還可進行RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通過數據專線、電話線進行數據傳送等多種通信方式.

圖3 三菱公司的PLC網絡

3 結論

有關RZU2000HM型快速薄板拉伸液壓機遠程監控技術方面，重點研究內容為：（1）遠程監控系統實驗平臺的搭建；（2）聯機實驗的完善；（3）遠程監控系統硬件系統、軟件系統的開發.

機械設備的遠程監控系統是通信技術、計算機科學與故障診斷技術相結合的一種設備故障診斷模式.遠程監控系統的診斷對象是工業現場的RZU2000HM型快速薄板拉伸液壓機，網上傳輸的信息是設備運行的狀態信息.本項目致力于開發實驗平臺驗證遠程監控控制器可靠性，并最終和RZU2000HM型快速薄板拉伸液壓機進行聯機實驗.確保準確傳遞檢測信息，較好地連接各監測設備，使診斷更可靠、有效，為類似的機械設備的故障診斷提供理論參考.

〔1〕李貴閃，何曉燕，榮兆杰.我國液壓機行業的現狀及發展 [J].鍛壓裝備與制造技術，2006（04）：17-19.

〔2〕陳偉，楊俊宇.基于VB的分布式數控機床遠程監控與診斷系統研究[J].組合機床與自動化加工技術，2004（8）：20-21.

〔3〕宋剛，胡德金.基于匹配濾波模型神經網絡在數控機床故障診斷中的應用[J].上海交通大學學報，2003，37(S2)：1-5.

〔4〕李海軍，陳慶華.大型數控液壓機遠程診斷可視化系統[J].機械設計，2006（8）：56-57.

〔5〕初航.三菱FX系列PLC編程及應用[M].北京：電子工業出版社，2011.21-47.

〔6〕李江全.三菱PLC通信與控制應用編程實例[M].北京：中國電力出版社，2012.16-36.

〔7〕李正軍.現場總線及應用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

TH-39

A

1673-260X（2014）04-0037-02

國家重大科技專項項目（2012ZX04001-021）和安徽省自然科學基金項目（KJ2013B069）