机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人及其生产线设备运行状态监控技术领域，尤其涉及一种机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构。
【背景技术】
[0002]在德国工业4.0和国家2025规划的指引下，机器人在各行业中的应用得到了很大的发展，目前存在的问题是:一方面，随着应用场合的增加，机器人及其生产线上关键设备的远程故障诊断也成为困扰各个公司的首要问题；另一方面，机器人及其生产线广泛应用了各种执行元件及控制系统，但是这些资源却没有得到充分有效的利用。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构，基于本硬件结构，再结合软件编程，可以对机器人及生产线中关键设备的运行状态进行数据采集、数据挖掘、离线分析及无线远传，并最终实现在远程平台和移动平台上监控机器人及关键设备运行状态的目的。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:
[0005]机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构，包括依次连接的中控室工控机、交换机和数据服务器，所述数据服务器分别通过以太网连接机器人控制器和生产线所有以太网接口的智能设备，生产线所有PLC通过PROFINET接口与数据服务器连接冲控室工控机另外连接中控室大屏幕和移动终端，交换机和数据服务器均为冗余配置。
[0006]所述机器人包括点焊机器人、重载搬运机器人及小负荷安装机器人。
[0007]所述PLC 选用 SIEMENS 系列 PLC。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0009]提供了一种机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构，基于本硬件结构，再结合软件编程，可以对机器人及生产线中关键设备的运行状态进行数据采集、数据挖掘、离线分析及无线远传，并最终实现在远程平台和移动平台上监控机器人及关键设备运行状态的目的。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型所述系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0012]见图1，是本实用新型机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构的结构示意图。本实用新型机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构，包括依次连接的中控室工控机、交换机和数据服务器，所述数据服务器分别通过以太网连接机器人控制器和生产线所有以太网接口的智能设备，生产线所有PLC通过PROFINET接口与数据服务器连接；中控室工控机另外连接中控室大屏幕和移动终端，交换机和数据服务器均为冗余配置。
[0013]所述机器人包括点焊机器人、重载搬运机器人及小负荷安装机器人。
[0014]所述PLC 选用 SIEMENS 系列 PLC。
[0015]本实用新型中，配置了两台数据服务器，一台用于冗余，数据服务器中安装SQLSERVER2008数据库，用于数据的筛选、分类、存储等处理。
[0016]中控室工控机安装高级语言开发工具，用于开发监控平台软件，在工控机上显示需要的参数，也可以通过串口通讯，在大屏幕上有选择的显示所需要重点监控的画面。
[0017]为方便在移动平台上实时进行监控，可以开发基于安卓和苹果平台的APP，实现远程实时监控。
[0018]本实用新型是机器人及其生产线设备远程状态监控系统的硬件结构，通过开发并安装相关的程序软件，最终可实现的工作内容如下:
[0019]I)机器人控制器中配置以太网通讯接口，与数据服务器通讯连接；生产线所有带通讯接口的智能设备也通过以太网与数据服务器通讯连接，生产线所有PLC通过PROFINET接口与数据服务器进行数据交互；数据服务器通过交换机与中控室工控机连接；中控室工控机可通过中控室大屏幕显示操作界面，或通过移动终端操作；
[0020]2)机器人、PLC及智能设备的运行状态和操作记录实时传输到数据服务器中保存，其中机器人核心参数及关键数据保存时间在2年以上，所有模拟量建立趋势记录，存储时间不小于3个月；
[0021]3)数据服务器中保存的机器人及生产线各设备的历史运行数据和固有参数信息，与从机器人、智能设备和PLC中采集到的实时运行数据进行对比，分析机器人、PLC等智能设备当前运行状态，并提取出异常信息，对故障点进行快速定位；数据服务器中设置预警等级，轻故障在中控室大屏幕操作界面中提示，重故障声光报警或快速停车；
[0022]4)通过离线或在线检测设备，如点巡检仪进行设备点检，点检状态实时在操作界面中显示，对超过规定时间或未按规定线路进行设备点检的事件进行记录，并报警提示；数据服务器中预置机器人、智能设备及PLC控制设备的维保周期和维保内容，同时对关键设备到达维保周期的，提前1-3天进行提示；对超过规定时间未进行维保操作的事件进行记录并报警提示，并可通过与OA系统的通讯，为维保人员的绩效考核提供依据；
[0023]5)数据服务器中预置机器人及生产线各设备故障分类信息及处理方法，根据机器人及生产线各设备运行状态进行故障判断，对于出现的故障随时提示并提供参考解决方案，避免设备出现严重故障；同时根据设备监控参数的变化趋势以及各种统计分析结果，对可能出现的故障给出预测预判；
[0024]6)机器人及生产线关键设备，如安全门的操作记录在中控室大屏幕操作界面上集中显示，生产线所有安全系统的状态，如安全锁的开启或关闭状态、安全光幕的状态，也在中控室大屏幕操作界面上集中显示，方便设备管理人员了解系统整体状况；
[0025]7)生产线所有电控柜中配置电量计量装置，并通过PLC连接数据服务器，定期监控并统计电量的消耗；机器人绝对值编码器电池通过机器人控制器连接数据服务器，电量不足时报警提示，及时更换备件，防止机器人数据丢失；
[0026]8)数据服务器预留通讯接口，可以链接到已有的OA系统或ERP系统，当有生产线设备损坏时，直接链接至已有的库存管理模块，了解当前的备件库存状态，方便设备管理人员及时补充备件，防止备件库存过多或库存不足，减少资金占用。
[0027]本实用新型能够最终能够实现的功能包括:
[0028]I)设备运行状态的数据采集、数据挖掘；
[0029]随着传感技术的发展，各种传感器在机器人及其生产线中得到了充分应用，例如力传感器、视觉传感器、电池电量监测传感器、各种接近开关、光电开关等，这些传感器相当于生产线的“眼睛”，实时注视着生产线的状态，同时参与对生产线各种执行元件的控制，但由于缺乏系统性的功能架构的设计，当前这些传感器采集到的数据并没有得到充分有效的利用，例如，如何通过机器人某一轴电机电流的变化趋势，分析出当前潜在的故障信息，如何把机器人绝对值编码器电池电量的信息实时远传，让设备管理者无需亲临现场，就能远程预知编码器电池的电量，及时购买备件，防止机器人数据的丢失。
[0030]构建设备状态监控系统的第一步，就是利用总线或当前设备现有的通讯接口，把这些现有的传感器数据充分整合到一