金屬加工設備智能化巡檢系統設計淺析

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摘要:文章介紹了有色金屬加工設備智能化巡檢系統的設計與開發，指出智能化點巡檢系統采集生產設備實際運行狀態信息以及對應時間參數等，通過系統的各功能模塊進行設備輔助維護管理和數據統計分析，對提高有色金屬加工企業設備管理及運維水平起到重要的促進作用。

關鍵詞:設備管理;點巡檢;信息化;智能化;智能工廠

隨著有色金屬加工廠的轉型升級，朝著信息化、數字化和智能工廠的方向發展，工廠生產設備實現信息化管理及智能化點巡檢是保證設備可靠穩定運行的重要技術手段。設備智能點巡檢系統采用GPS衛星定位、GIS地理信息、FRID無線射頻、GPRS/3G/4G網絡通信、WIFI數據傳輸及CIS條形碼掃描等技術，結合機組設備基礎自動化程序，通過大數據處理手段對所需巡檢區域進行科學化、數字化、可視化的巡檢管理。同時，該系統具備生產設備的基本信息化管理，巡檢任務分發及巡檢結果數字化、設備隱患管理、巡檢人員考核管理等功能。系統實現用科學的統計分析和方便快捷的協調功能幫助企業管理者對巡檢活動、巡檢人員及設備狀態的統籌掌握，從而有效保障巡檢工作的順利展開，為發現設備故障隱患、處理隱患、避免事故以及保障設備安全穩定運行提供科學、準確、可靠的數據支撐。

1主要研究內容

設備智能化巡檢系統開發重點圍繞設備管理巡檢數字化、無紙化和實現設備故障診斷及預警等目標進行相關的開發工作。通過采用信息化、數字化、傳感器數字采集等技術，建立設備檔案管理系統和信息化智能點巡任務管理系統，建立設備故障信息庫和對故障信息的大數據分析，盡早發現設備故障及隱患，用科學方法找出設備缺陷并完成整改及優化，優化企業的設備巡檢及維修工作，從而提高設備完好率和利用率。系統主要研究內容有，基礎設備管理系統開發;智能點巡任務管理系統開發;數據采集系統集成應用開發;設備故障診斷及預警系統開發;智能巡檢APP開發。

2架構設計

設備智能巡檢系統由三部分組成，分別是基于B/S的后臺管理系統、基于Android操作系統的巡檢APP、數據采集系統處理以及設備故障診斷及預警系統。后臺管理程序采用B/S結構(Browser/Server結構)，利用微軟公司的SQLServer2008和．Net作為開發工具，實現巡檢業務邏輯和WEB管理端的展示。巡檢APP是基于Android操作系統的移動APP，實現巡檢標簽識別、巡檢結果錄入以及數據展示功能。移動APP可以采用原生和HTML5混合開發的方式實現，標簽識別和巡檢數據采集需調用移動終端原生功能，數據展示可以用HTML5方式實現。數據采集系統以及備故障診斷及預警系統為Windows服務程序(WindowsService)，集成應用數據采集軟件IBA軟件，將采集到的IBA文件進行解析，作為自動巡檢的結果和巡檢點關聯起來，輸出設備故障診斷及預警報表信息等。通過調研分析大多數生產企業的設備日常點巡檢工作流程，結合信息化技術的特點，本次開發的設備智能化巡檢系統通用工作流程如圖1所示。

2．1系統邏輯架構

本系統架構為四層架構，分別為數據采集層、數據處理層、業務邏輯層和展示層。(1)數據采集層。數據采集通過兩種方式實現，一是自動采集，自動采集通過數據采集軟件采集PLC數據或物聯網傳感器采集數據作為巡檢結果;二是手動采集，通過巡檢人員手持智能終端(Android系統)由巡檢員巡檢錄入數據作為巡檢結果。自動采集數據(IBA文件)由系統網絡傳遞至數據處理層進行解析，并保存在系統數據庫中。(2)數據處理層。解析數據采集層的IBA文件，解析結果保存至數據庫并和巡檢點實現邏輯關聯。(3)業務邏輯層。包括系統管理、設備管理、巡檢管理、異常管理、統計報表等模塊。(4)展示層。管理人員可以通過WEB管理端查看統計報表，巡檢員可以通過智能終端接收巡檢任務、查看任務狀態等。

2．2系統物理架構

本系統通過內部局域網實現設備、數據采集軟件、巡檢終端、后臺管理程序和管理員電腦等的互聯，系統物理架構如圖2所示。

2．3數據庫訪問設計

系統數據庫基于Windows操作系統平臺，后臺數據庫為SQLSever2008，實現基于網絡數據庫的智能化巡檢系統。應用基于面向對象理論的編程工具．Net語言，可處理大量數據，同時保證數據的完整性并提供多種高級管理功能。其靈活性、安全性、易用性為數據庫編程提供了良好的條件。

3主要模塊與主要功能

3．1后臺管理模塊

后臺管理模塊主要實現生產企業設備管理、巡檢計劃的制定、巡檢任務下發、設備異常管理、系統管理、報表統計等功能。

3．2智能巡檢APP

智能巡檢APP是基于Android操作系統，實現巡檢標簽識別、巡檢結果錄入、數據展示、消息推送等功能。智能巡檢APP前端采用VUE實現，后端采用．NETWebAPI實現，前后端徹底分離，操作界面如圖3所示。(1)系統登錄。巡檢人員使用用戶賬號和密碼登錄移動終端，根據用戶權限顯示相應功能。(2)巡檢任務制定及分發。系統管理人員可制定及分配巡檢任務，巡檢員通過手持終端中的APP可查看當前時間分配給自己的巡檢任務及其巡檢狀態(已檢、未檢、漏檢)。巡檢任務包含巡檢點及對應的巡檢內容、時間要求以及巡檢標準等信息。巡檢內容分為自動巡檢、手動巡檢兩種，巡檢人員可通過手持終端查看系統自動巡檢的狀態數據及報警預警信息等。(3)巡檢執行及記錄。巡檢過程中巡檢人員可以進行日志記錄并拍照，將有設備隱患部位實時拍照上傳至系統。巡檢現場有網絡連接時可在線上傳，巡檢現場無數據網絡信號時，手持巡檢終端具備離線保存上傳巡檢結果的功能。巡檢人員可通過電腦終端或手持終端查看本人的所有巡檢歷史記錄。(4)巡檢統計。系統可按部門或巡檢責任人自動統計，已完成、未完成的巡檢數量，巡檢人員工作完成率等管理指標。(5)異常處理。執行巡檢過程中發現的異常，系統可按照事先設定或發送給相關責任人。責任人收到后到現場進行處理，并填寫處理結果，處理完成后關閉異常。查詢異常申報人、申報時間、異常描述、設備名稱、缺陷級別等。(6)數據推送。實現APP內推送或微信推送。定時向相關人員分權限推送巡檢任務、設備運行情況、巡檢異常等信息。

3．3數據處理程序

數據采集系統定時采集巡檢點的狀態和數據(圖4)，通過數據處理程序保存在數據庫里。后臺管理系統訪問數據庫，選擇所需設備狀態數據并導入到巡檢結果中。需要自動巡檢的項目需配置數據采集的通訊參數設備、DB塊、變量進行數據關聯。

4結束語

本文針對有色金屬加工設備智能化點巡檢系統的設計與開發工作進行了簡要總結，旨在開發出一套設備智能化點巡檢系統，實現加工企業設備管理及點巡檢工作的信息化管理。該系統通過科學的管理手段和方法防對生產設備進行預防性檢查和巡視，及時查明故障原因及設備運行異常，制定合理的故障處理措施，從而保證設備運行的可靠穩定，降低維護和檢修費用，為逐步實現生產設備的全生命周期管理奠定基礎。該系統在開發設計時考慮到了不同生產車設備的通用性要求，當前系統已在鋁帶冷軋機組設備上應用，受到了用戶的認可和高度評價。隨著系統功能的不斷完善和版本迭代，后續可推廣應用于有色金屬加工廠的熔鑄、鑄軋、熱軋、箔軋、精整等生產車間機組設備。

參考文獻

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作者:任志昂 萬曉鴿 余宏飛 倪海濤 單位:中色科技股份有限公司