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压片机远程监测与远程诊断技术的探索与应用

摘要:压片机远程监测和远程诊断技术是国外新兴发展起来的一种压片机自动控制技术,目前国内仅有少数几家企业已经开展这方面的研究。本文通过对压片机远程监测和远程诊断技术系统的建立、框架构成及实现方法,提出了当前该技术主要存在的问题,以及今后可能的发展趋势。

关键词:压片机,远程监测和远程诊断技术

前言
当前随着网络、虚拟技术、宽带网技术等高新技术的迅速发展,远程监测和远程诊断技术也日益兴起。另一方面随着高速全自动计算机控制的压片机开始在国内药厂广泛应用,使压片机的远程监测和远程诊断技术在压片机行业有了用武之地。目前如德国、英国等发达国家先进的压片机上已普遍具备远程监测和远程诊断功能。然而由于整体科研水平的落后,目前我国的压片机远程监测和远程诊断技术仅处于刚起步阶段。笔者有意在此作一个抛砖引玉,以促进我国压片机自动控制水平的提高。
高速压片机具有高效率、高质量、自动化程度高的特点,适应于当前药厂的大批量的工业化生产。然而高速自动化压片机由于设计、制造、使用各方面的原因,经常也会出现一些故障。药厂用户一旦发生故障,由于机器的复杂性,维修人员一般不能迅速地分析出出现故障的原因,或出现故障的地方,以致影响生产。往往拥有高速压片机的药厂这样的机器也仅一二台,都是属于关键设备,不像传统的ZP19、ZP33冲压片机每个厂家会有多台,一台坏了并不影响大局。为此,高速压片机的制造厂和药厂用户都会投入大量的精力和物力,来解决这些故障,往往收效甚微。因此在自动的高速压片机上建立一整套远程监测和远程诊断系统是十分必要的。
建立这种系统也是为了实现技术支持中心(服务方)与压片机使用方(用户)通过互联网进行网络对话,使服务方可以在异地通过互联网了解用户压片机出现的故障所在,以及压片机在执行指令的工作状态,进而对压片机的故障进行判断并提出可行的解决方案。通过压片机远程监测和远程诊断系统的建立,可以实时排除故障,大大提高了压片机生产厂商的售后服务响应能力和速度,同时也提高了企业的经济效益。
一、 压片机远程监测和远程诊断系统的建立
一个完整的压片机远程监测和远程诊断系统应包括人员、设备、网络、软件等,分别完成故障的监测、分析、反馈、下达及实时服务这些过程,以保证整个系统的有效运行。
a. 人员的配备
技术人员是整个系统的核心,压片机制造商应配备若干名经验丰富的维修工程师,这些维修工程师应具有多年压片机维修、保养、检测的从业经验;具有机、电、液、气以及计算机自动控制技术的基础知识,还应有标准清晰的语言表达能力及计算机操作能力。
b. 网络建设
网络是整个系统的骨架,飞速发展的Internet网络远程检测和远程诊断系统提供了坚实的保证。先进的网络建设包括申请了大容量的邮箱、专用的网页或网络,远程诊断中心和药厂用户终端人员通过这些信息传递和反馈来完成故障的诊断和处理。
c. 硬件设施
硬件设施不仅包括达到相应程度的自动化控制系统的压片机本身,还应包括呈电子化的压片机零部件图册、数码设备等。一方面用来解决一些电话中说不清的现象或因口音、方言或专业术语等因素不能正确表达或描述的故障。另外有些故障产生的原因很复杂,需要用一些图像、声音等进行综合判断,有些则要利用数码相机或手机的拍摄功能来传递更多的实像状况,制造厂商亦可将三维的零部件视图传递给终端用户,便于操作者按指令检查、排除故障或准确地指出需要更换的零部件。
d. 备件库中心
一旦一个企业建立了压片机的远程检测和远程诊断系统之后,必要的电子化备件库中心必须尽快建立,其目的是将用户的需求以第一时间送至药厂,备件库中心必须储备足够的维修零部件、易损件,备件库中心必须呈电子化管理。该中心同时还承担回收废旧零件的责任。设备制造厂还可以通过网络在我国的各区域中心建立若干备件库分中心,目的是尽可能地缩短维修零部件到达用户手里的时间。通过网络亦可以将药厂用户的备件库纳入信息化管理之中来达到零配件的统一调配。
二、 压片机远程检测和远程故障诊断系统的总体框架及总体结构
1. 压片机远程检测和远程故障诊断系统的总体框架
压片机远程检测和远程故障诊断系统简单地说它是一个开放的分布式系统,主要由检测设备、传输设备、传输通道、信息处理系统、网络管理系统和诊断系统构成。
压片机远程检测和远程故障诊断系统的总体框架如图一所示

2.压片机远程检测和远程故障诊断系统的总体结构

  图  二
图二是压片机远程监测和远程诊断系统的总体结构
压片机现场的在线监测系统是远程监测与故障诊断中心的起点,它将完成对压片机的主要状态信息的采集、存储和处理,以及简单的诊断,状态信息经加工处理后可以直接通过网络进行远距离传输,亦可以将简易诊断结果直接传输给诊断中心。
远程诊断为压片机用户建立一个虚拟的现场图像,根据传输来的信号模拟现场压片机的运行状态,由专家和专家系统综合现场和经网络传输来的监测信息,得出诊断结果并给出维修决策,通过网络反馈至现场指导维修排除故障。也可以现场在线监测简易诊断的结果直接启动远程诊断中心专家系统的相应模块或询问远程中心的专家,获得正确的诊断结果并由远程中心结果传输至现场。

三、 压片机远程监测和远程诊断系统的实现方式
压片机远程监测和远程诊断系统主要包括诊断知识的表达,诊断知识的获取及其软件的实现,诊断知识的扩展软件实现以及如何实现用户与诊断中心的互动。压片机远程监测和远程诊断系统在压片机上的应用可采用几种不同的形式实现,目前主要有点对点型和网络型二种。
1. 点对点型
点对点型压片机远程监测和远程诊断系统是指通过本地Modem、普通电话网、远端Modem来监测、诊断远端的压片机。
点对点的远程监测和远程诊断简单实用,设备要求少,在远端监测时,药厂用户提供公共电话线即可,设备供应商就可以通过特定的软件对远方的设备进行监测,其缺点是不能实时联接,数据流量小,不能做到资源共享,企业无法获得及时诊断。
2. 网络型
网络型的压片机远程监测和远程诊断系统是一种真正意义上的客户→服务器模式。网络型的远程监测和远程诊断系统是一个开放的分布式系统,网络协议提供了在不同硬件体系结果和操作系统的计算机组成的网络上进行通讯的能力,用户能够实现上、下位机以及更多层次的联网。一台PC机通过网络协议可以和多个远程计算机进行通讯。
网络型的远程监测和远程诊断系统的网络结构是柔性的,它可以将整个应用程序分配给多个服务器,这样可以大大提高项目的整体容量结构,并改善系统的性能。用户可以根据系统需要设立专门的IO服务器、历史服务器、报警服务器、登陆服务器和Web服务器。通过这些服务器来负责数据采集,同时将采集的数据向网络发布。
报警服务器设置的特点,将产生的各种报警信息通过网络传输到指定的报警服务器上,经报警服务器验证后产生和记录报警信息。系统运行时,同时将需要记录的历史数据传送到历史数据服务器上并保存。
登陆服务器拥有网络中唯一的用户列表,在药厂用户网络的任何一个站点上登陆时,系统就会使用该用户列表。登陆信息被传送到登陆服务器上,经验证后,产生登陆事件,这样便保证了整个系统的安全性。
Web服务器负责将数据发布到Internet上,并为用户提高测试服务的站点。
当然在一个工作站站点可充当多种服务器功能的角式,这些服务器可以同时被指定为报警服务器、历史服务器、登陆服务器。

四、 压片机远程监测及远程故障诊断技术现存的问题及发展趋势
压片机的远程监测及远程故障诊断技术是近几年来在压片机行业刚发展起来的一种自动化控制技术。由于技术门槛较高以及比较复杂的多方面的因素,目前国际上仅有少数发达国家在其较先进的压片机上使用该项技术,而国内也只有几个压片机的龙头企业处于尝试的初级阶段。了解和掌握目前国际、国内压片机远程监测和远程故障诊断技术的现存问题及该技术的发展趋势是十分必要的。
1. 国内大多数压片机本身具有的自动化控制系统的硬件和软件的技术水平均比较低,不能满足远程监测和远程故障诊断技术的需要。大力发展高水平的自动化压片机使远程监测和远程故障诊断技术有用武之地,亦使高档压片机趋于平民化。
2. 国内大多数压片机制造商的研发人员的水平比较低,掌握和了解信息化技术的人员较少。药厂用户、维修人员同样亦缺乏专业化的人材。培养和造就一大批熟悉机电一体化的技术人材,逐步推广和提高压片机制造厂、药厂用户、服务人员的自动控制技术,以及远程监测和远程诊断技术知识。
3. 监测和诊断的方法本身亦存在问题,主要表现在诊断知识的获取,压片机设备的复杂性,产生故障的分布性及不确定性都会影响远程监测和远程控制技术的发展。在压片机产品研发阶段,就需要把可诊断、可维护性、集成综合全面考虑。随着压片机设备的自动化、高速化和多功能化,压片机的远程监测和远程故障分析也变得越来越复杂。
4. 因Internet上的传输效率出现的波动,网络上数据包的丢失等,已经具备的远程监测和远程故障诊断技术的监测诊断还有待进一步的提高。随着通讯网络4G时代的即将到来,在远程监测和远程诊断技术上逐步采用现代通讯元线电子接入,多媒体数字技术,同时将能诊断技术和模型诊断结合的方法来综合远程控制和监测。

结束语
压片机远程监测和远程诊断是计算机科学、通讯技术与故障诊断技术相结合的一种设备诊断技术,该系统实现“移动的是数据而不是人”从而改变一旦设备发生故障,维修人员就迫于奔命的被动局面。
全信息的实时对话是远程监测和远程诊断服务的特点,宗旨是使用远程故障诊断中心系统能大大提高维修的准确性和及时性,节约了大量的人力和物力,同时提升了产品的档次和附加值。
随着CGMP在我国的深入开展,这就要求我们压片机的远程监测和远程诊断技术能够更进一步。


参考文献:
1、 胡海刚  基于Internet的远程故障诊断系统的研究  机电工程        
2003  20(5)  73-74
2、 Proceedings of SPIE  The International Society for optical Engineering 
    2002.473(8)  140-149
3、 Fette、Manestry、Korsch、IMA公司的产品资料介绍。

 

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