專利名稱：一種數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)制造業(yè)的日益網(wǎng)絡(luò)化、信息化，數(shù)控加工設(shè)備取代了傳統(tǒng)的加工設(shè)備，エ廠生產(chǎn)的自動(dòng)化程度越來越高，對(duì)于分布在不同地點(diǎn)、不同廠區(qū)的數(shù)控加工設(shè)備，其加工狀態(tài)以及設(shè)備本身狀態(tài)的監(jiān)控需要耗費(fèi)大量的人力，若不能及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，則存在一定的故障和安全隱患，所以數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控意義重大。近年來，隨著越來越多的電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)字信息和多媒體的發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控也得以迅速發(fā)展。盡管目前的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，但其主要是實(shí)現(xiàn)從監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)到遠(yuǎn)程監(jiān)控端的單方向信息傳遞，而遠(yuǎn)程監(jiān)控端的控制信號(hào)由于網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度較慢，無法實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，即遠(yuǎn)程監(jiān)控端無法對(duì)遠(yuǎn)程被監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，因此對(duì)、監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制還存在很大不足。除此之外，現(xiàn)有的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)大多是基于Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息的互通，其架構(gòu)方式無法解決網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的不可控性、實(shí)時(shí)性較差等缺點(diǎn)，不但功能単一、信息的雙向互通性差，而且當(dāng)信息量比較大同時(shí)距離比較遠(yuǎn)的時(shí)候，可能會(huì)導(dǎo)致傳輸信息的溢出或丟失，也難以滿足遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)的要求。目前，用于加工系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控比較少，一般都是采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的方式。專利CN101304435A設(shè)計(jì)了ー種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，但是由于其數(shù)據(jù)采用普通雙絞線進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，對(duì)于像數(shù)控加工設(shè)備這樣信號(hào)種類比較多、信息量比較大的遠(yuǎn)程傳輸，會(huì)導(dǎo)致信息的丟失和溢出，不但監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性不好，而且遠(yuǎn)程控制端所發(fā)出的控制信號(hào)不能完全傳輸?shù)皆O(shè)備的CNC控制系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容為更好的對(duì)數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述單向監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸距離短、傳輸數(shù)據(jù)量小、監(jiān)控實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)，克服上述現(xiàn)有監(jiān)控技術(shù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由信號(hào)采集傳感器、可重配置I/O擴(kuò)展機(jī)箱、NI信號(hào)采集模塊、光纖收發(fā)器、光纖、計(jì)算機(jī)、液晶顯示屏、高清攝像機(jī)、視頻光端機(jī)、雙絞線等組成，分為數(shù)控加工設(shè)備的視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)三個(gè)部分。該系統(tǒng)包括用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻信息的視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)以及用于從監(jiān)控室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)，并且遠(yuǎn)程監(jiān)控端的計(jì)算機(jī)與エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)之間建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。所述用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻信息的視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)以及用于從監(jiān)控室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控室之間采用光纖連接。通過高清攝像機(jī)、視頻光端機(jī)、光纖、計(jì)算機(jī)、液晶顯示屏組成數(shù)控加工設(shè)備視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的架構(gòu)。視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過高清攝像機(jī)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，高清攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)通過視頻光端機(jī)轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸?shù)渐◤S監(jiān)控室端的視頻光端機(jī)上，再通過視頻光端機(jī)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳輸至計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理后在液晶屏上顯示視頻信號(hào)。通過信號(hào)采集傳感器、可重配置I/O擴(kuò)展機(jī)箱(NI CompactRIO)、NI信號(hào)采集模塊、光纖收發(fā)器、光纖、計(jì)算機(jī)、液晶顯示屏組成對(duì)數(shù)控加工設(shè)備狀態(tài)遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)的架構(gòu)。該子系統(tǒng)通過信號(hào)采集傳感器、可重配置I/O擴(kuò)展機(jī)箱(NI CompactRIO)和NI信號(hào)采集模塊采集數(shù)控加工設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)，包括振動(dòng)信號(hào)、溫度信號(hào)、切削力信號(hào)和噪聲信號(hào)，利
用光纖收發(fā)器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸?shù)渐◤S監(jiān)控室端的光纖收發(fā)器上，通過光纖收發(fā)器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳輸至計(jì)算機(jī)，然后在液晶屏上顯示出數(shù)控加工設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)；對(duì)于數(shù)控設(shè)備的實(shí)時(shí)控制，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令，經(jīng)雙絞線將控制指令傳輸至光纖收發(fā)器，通過光纖傳輸?shù)搅硗猢`個(gè)光纖收發(fā)器上，接下來控制指令經(jīng)可重配置I/O擴(kuò)展機(jī)箱(NI CompactRIO)傳輸至數(shù)控設(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。在遠(yuǎn)程監(jiān)控端的計(jì)算機(jī)上,使用第三方軟件TeamViewer與エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，可以在Internet網(wǎng)上的任一遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)讀取エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)信息，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)操控。本實(shí)用新型的有益效果是與現(xiàn)有的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)相比，本實(shí)用新型融合了精密測(cè)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不但實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控這樣的雙向的信息傳遞，而且可以把分布在不同地點(diǎn)的數(shù)控加工設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，并通過遠(yuǎn)程監(jiān)控端對(duì)所有數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于通過Internet所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的操控指令，其數(shù)據(jù)量很小，可以把Internet所造成的網(wǎng)絡(luò)延遲影響大大減小。遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)時(shí)性幾乎不受距離的影響，只要有Internet就可以了解設(shè)備的生產(chǎn)加工過程以及設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障可以及時(shí)控制設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)來降低損失，提高數(shù)控加工設(shè)備的使用安全性能和生產(chǎn)效率。具有信息傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸準(zhǔn)確、遠(yuǎn)程控制精確、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

圖I為數(shù)控加工設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；圖2為數(shù)控加工設(shè)備視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；圖3為數(shù)控加工設(shè)備狀態(tài)信號(hào)遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；圖4為數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程控制信號(hào)傳輸示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖I為數(shù)控加工設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖，如圖I所示，本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)、對(duì)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)采集、對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)、建立基于Internet網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。數(shù)控加工設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)從地點(diǎn)上可以劃分為三個(gè)部分監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)、エ廠監(jiān)控室、遠(yuǎn)程監(jiān)控端。監(jiān)控信號(hào)通過監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集裝置和信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和信號(hào)轉(zhuǎn)換，信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)渐◤S監(jiān)控室，再經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸?shù)接?jì)算機(jī)I上，通過計(jì)算機(jī)I進(jìn)行信號(hào)處理、存儲(chǔ)，然后在液晶顯示屏上顯示實(shí)時(shí)信號(hào)。根據(jù)實(shí)時(shí)信號(hào)所反映的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過計(jì)算機(jī)I對(duì)被監(jiān)控設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)；在遠(yuǎn)程監(jiān)控端的計(jì)算機(jī)2上,通過Internet和第三方軟件TeamViewer與エ廠監(jiān)控室的計(jì)算機(jī)I建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，可以在遠(yuǎn)程端讀取エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)I的實(shí)時(shí)信息，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)I的實(shí)時(shí)操 控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖2為數(shù)控加工設(shè)備視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)精密加工系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝有若干高清攝像機(jī)，高清攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)通過視頻光端機(jī)轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸?shù)渐◤S監(jiān)控室端的視頻光端機(jī)上，再通過視頻光端機(jī)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換將信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理后在液晶屏上顯示視頻信號(hào)，最后通過遠(yuǎn)程控制端的計(jì)算機(jī)與エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)視頻。圖3為數(shù)控加工設(shè)備狀態(tài)信號(hào)遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的采集。信號(hào)采集傳感器安裝在數(shù)控設(shè)備相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)上，每個(gè)信號(hào)采集傳感器連接在可重配置I/o擴(kuò)展機(jī)箱(NI CompactRIO)上相對(duì)應(yīng)的C-RIO模塊輸入端，完成對(duì)數(shù)控加工設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換，采集信號(hào)包括振動(dòng)信號(hào)、溫度信號(hào)、切削力信號(hào)和噪聲信號(hào)，利用光纖收發(fā)器把C-RIO模塊輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸?shù)渐◤S監(jiān)控室端的光纖收發(fā)器上，通過光纖收發(fā)器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換后經(jīng)雙絞線傳輸至PC機(jī)，然后在液晶屏組上顯示出數(shù)控加工設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)，再通過遠(yuǎn)程端的PC機(jī)與エ廠監(jiān)控室PC機(jī)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接就可以觀測(cè)到設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)。圖4為數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程控制信號(hào)傳輸示意圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制。遠(yuǎn)程控制端的PC機(jī)與エ廠監(jiān)控室PC機(jī)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接以后，能夠?qū)Ε◤S監(jiān)控室PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)操控，由遠(yuǎn)程控制端PC機(jī)操控エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令，エ廠監(jiān)控室的PC機(jī)將控制指令經(jīng)雙絞線傳輸至光纖收發(fā)器上，光纖收發(fā)器將控制指令轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)，通過光纖傳輸?shù)娇刂片F(xiàn)場(chǎng)的光纖收發(fā)器上，再經(jīng)過光纖收發(fā)器的信號(hào)轉(zhuǎn)換，將控制指令經(jīng)可重配置I/O擴(kuò)展機(jī)箱(NI CompactRIO)的C-RIO模塊傳輸至數(shù)控設(shè)備的CNC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以對(duì)其作出種種變化。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻信息的視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)以及用于從監(jiān)控室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)，并且遠(yuǎn)程監(jiān)控端的計(jì)算機(jī)與エ廠監(jiān)控室計(jì)算機(jī)之間建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)包括信號(hào)采集傳感器、可重配置I/O擴(kuò)展機(jī)箱、NI信號(hào)采集模塊、光纖收發(fā)器、光纖、計(jì)算機(jī)、液晶顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括高清攝像機(jī)、視頻光端機(jī)、光纖、計(jì)算機(jī)、液晶顯示屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任何一項(xiàng)所述的數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻信息的視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、用于在監(jiān)控室顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程測(cè)量子系統(tǒng)以及用于從監(jiān)控室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控室之間采用光纖連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)控加工設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)、對(duì)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)采集、對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)、建立基于Internet網(wǎng)絡(luò)和第三方軟件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙向的信息傳遞，而且通過Internet所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的操控指令，其數(shù)據(jù)量很小，可以把網(wǎng)絡(luò)延遲影響大大減小，遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)時(shí)性幾乎不受距離的影響，只要有Internet網(wǎng)絡(luò)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)加工過程以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。具有信息傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸準(zhǔn)確、遠(yuǎn)程控制精確、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/406GK202472348SQ201120503009
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者付婷婷, 朱堅(jiān)民, 李孝茹, 李海偉, 杜鵬, 翟東婷, 黃之文 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)