一、引言
机械制造企业，特别是生产线在工作日无间断运作的企业，如汽车生产企业，设备的运行状态、维护和保养直接影响设备的质量和生产效率，因而建立完善的设备维护和信息管理系统非常必要。而设备故障报警信息是设备维修和分析设备运行状态的重要依据，相关的各类信息管理系统，如WINS、COMPASS、TEREMA、MAXIMO软件系统等，在欧美一些发达国家的企业中，应用非常广泛。近年来国内一些著名企业，也都引进了类似的现场设备故障信息管理系统，并且取得了良好的经济效益。现以某汽车制造企业焊装生产线车间为例，介绍设备故障报警信息远程监控系统的设计和开发。
二、监控系统基本要求
该焊装生产线各个工位主要配备的设备是焊接机器人、搬送机器人、伺服系统控制的夹具、输送线、包边机等自动化设备，分别由23台PLC进行控制，生产线流水线作业，某一工位设备发生故障停机，则全线停产。
原车间故障处理和故障信息记录过程是：
发生故障一通知维修人员一维修一手工故障记录一故障记录计算机汇总。
该生产线生产节拍快，但是故障维修反应速度慢，维修时间过长，而且故障信息记录以手工作业为主，因此，不能实时监控设备运行状况，故障信息记录不仅耗费大量人力和物力，而且信息记录不及时、不完整，无法实时进行分析。
由于企业规模不断扩大，同时为了适应设备信息管理现代化发展趋势，故必须①改变人工故障记录现状；②远程实时监控设备运行状态；③远程自动进行设备故障报警信息采集；④故障信息统一数据库管理；⑤可进行设备故障历史数据的查询、统计和分析。
三、系统构成与网络结构
1．系统构成
如图1所示，系统主要由以下几个子系统构成：
(1)通信子系统对整个远程信息系统的节点进行测试，可单点和多点测试。以查看整个系统各节点是否通信正常。
(2)设备运行状态实时监控子系统实时监控设备运行状态，当设备发生报警时，通过报警提示声音和画面，显示发生故障设备的报警信息，提醒相关人员，及时进行故障维修。
(3)报警信息实时采集子系统设备发生故障报警时，实时采集故障报警代码信息内容，并将数据保存起来。
(4)历史数据查询子系统可根据设备报警时间、设备类型、单台设备、故障类型等要求进行信息查询。
(5)报表子系统按照用户的要求，自动生成各类设备运行状态分析报表，如设备日故障报表，月报表等。
(6)系统支持子系统包括帮助信息和系统维护信息。
2．网络结构
该车间应用的23台主控PLC全部为OMRON CSI系列产品，分布于整个车间各工位，区间间隔最大距离100m，远程监控计算机拟安装于管理办公室，距离最远监控终端300m。根据现场的实际情况，决定采用总线型的工业以太网络组网。它的通信速率高达loom饰s，所有的节点连接到一条公共通信总线上，任何节点都可以在总线上传输数据，并且能被总线上任一节点所接收。这种结构可靠性高，一个节点发生故障，不会影响到其他节点的正常工作。
(1)网络拓扑考虑到网络的建造成本和实际需求，系统采用分散星型(Distributed Star)网络拓扑结构，如图2所示。
(2)网络配置传输介质选用屏蔽双绞线（STP），网络接口单元选用OMRON的CSI W-ETN21模块，HUB选用3COM公司生产的以太网交换机。
(3)通信协议由于系统需要使用OMRON公司为其产品应用于工厂自动化网络开发的FINS (Factory Interface NetworkService)通信服务，利用该服务可以使PLC或计算机在以太网络上进行数据的发送和写入，而FinsGateway软件是FINS协议的驱动程序，上位机利用组态软件，通过FinsGateway，可以直接访问网络上各节点（PLC）。
3.软件设计
本系统上位机组态软件程序及系统监控界面利用VB进行开发和设计，第三方控件采用美国国家仪器公司的OCX控件。部分数据流如图3所示。
四、系统功能特点
1．实现远程实时监控生产线设备状态。设备运行正常时，在计算机监控界面显示绿颜色；设备发生故障时，在界面显示红颜色，提醒维修人员及时进行维修。
2．自动读取故障报警信息内容，避免设备故障漏记、错记、记录不及时。设备一旦发生故障，其故障信息内容将实时显示在报警内容显示窗口。同时在最近报警内容历史数据显示窗口可以简单查看近3天内发生过的故障信息内容。
3．通过通信测试窗口，可以方便地监控各网络节点的通信状态及单点和多点测试，使系统的维护更加便利。
4.通过系统的报警历史数据查询与统计单元，可以实现各类统计分析的要求，可根据时间、设备区域、报警内容、设备编号进行提取和查询历史报警数据。
5．从现场设备采集到的所有的故障报警信息内容存储于OFFICE中的EXCEL文档，通过该文档可以进行各种报表编辑和分析。
五、结论
该系统在生产线应用后，实现计算机对设备运行状态进行远程监控，自动提取故障报警信息，及时给决策部门提供准确的统计数据，全面提升了该生产线的设备管理能力，使设备管理水平和设备维护工作效率都有很大程度的改善。
参考文献
1 侯文瑞，毛建伟，蒋祖华．设备管理及维护信息系统的开发与应用．工业工程与管理，2004，9（4）： 53～57