智能监控系统在汽车生产线上的应用

高立波

摘要：随着网络化、信息化的高速发展，社会需求的快速变化、产品的生产技术更为复杂且生命周期短;传统的数据采集方法已经不能满足智能制造的需求，将信息化、网络化技术应用于汽车总装生产线的监控系统中，构成智能监控系统对提高供液系统效率、生产智能化水平和保证汽车品质有重要的实用意义。本文研究广汽乘用车某冲压生产线上的智能监控系统，该系统包括生产线现场的设备参数监控子系统和生产线现场视频监控子系统，通过OPC技术实现了多个现场PLC数据的采集、处理及报警等功能，并采用SQL数据库实现现场数据的实时存取及处理;另外该系统采用ASP程序和B/S模式实现了现场设备数据和视频的远程实时访问，并采用VPN服务器保证了外部网络访问数据和视频的安全性。

关键词：智能监控;OPC技术;远程监控;VPN技术;ASP

智能监控系统是通过对象信息采集系统、界面显示系统、分析处理系统和报警反馈系统等组成，智能监控系统包括智能视频监控系统和智能参数监控系统。智能视频监控系统是在原有的视频监控系统中添加智能视频分析模块，通过分析识别出是否有人员出入规定区域、判断监控画面中是否有异常情况等，并及时发出报警或触发其他动作。智能参数监控系统是将采集的数据显示，并分析处理给出判断是否报警等提示信息，同时触发相应的处理程序。远程监控系统是通过Intranet或Internet实现对现场监控的远程访问。

目前，智能监控系统在物业管理、生产管理、交通管理、军事管理等领域已经广泛应用。本文主要针对汽车冲压线生产的零件数量大、种类多、过程复杂、对设备要求高等特点，研究了一套智能生产监控系统以及远程监控系统，该系统可以现场监视生产过程和现场设备的运行状态和各种参数，控制者也可远程监控，不必亲临现场，节省大量人力物力。管理人员可以监视远程生产运行情况，根据需要及时发出调度指令，制造商可以方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行故障诊断、系统升级等。

1 冲压线智能监控系统介绍

1.1 组成架构

冲压线智能监控系统组织架构，该系统包括视频监控系统和设备参数监控系统，并同时支持现场监控和远程监控。

视频监控系统是对冲压生产线现场分布于不同工位的设备采用高清摄像机，通过网络交换机和硬盘录像机显示到现场视频监视器，并通过内置的视频处理软件识别报警和视频资料的轮询播放，另外通过网络服务器可在远程客户浏览器上实时查看和检索视频。

设备参数监控系统通过实时采集现场设备状态，并通过上位机软件实时显示并存储到本地数据库，供用户查询和远程访问。

1.2 智能监控系统的实现

通过智能生产监控系统的研究，运用现场总线技术将分布于各个设备的传感器、监控设备等连接起来，然后各个管理站点的服务再用局域网连接起来，实现资源和信息共享，采用OPC技术实现不同设备的标准化数据采集，从而实现整个冲压车间生产设备状态的检测、故障信息的显示报警、冲压生产线实时的智能视频监控、生产线数据的实时采集、存储与智能分析，此外通过人性化的交互软件界面设计将有助于提高整个监控系统的可操作性和实用性。

智能视频监控系统采用海康威视的监控软件平台，该平台可以实现视频的点播、轮询、查询、回放、快进、远程访问等功能。

智能参数监控系统分为现场整线监控软件平台、远程网页监控平台和本地数据库平台。现场状态监控软件主界面包含用户登录、整线所有设备的部分关键数据和状态的实时显示、历史数据查询、日志查询、故障报警提示并记录等功能。远程网页监控平台的功能基本和现场状态监控软件的功能一致，界面设计也类似。

2 关键技术

2.1 OPC现场数据采集

OPC（OLE for Process Control），是一种以OLE技术为基础的接口标准，是应用程序和现场设备控制器之间的数据通讯的接口。自从有了这个标准，即使现场设备繁多，只要遵循同一个的OPC接口标准就可以很容易实现Windows应用程序和现场设备控制器的数据通讯。

OPC服务器可以通过自动化接口或者自定义的接口与上位机程序通讯。

2.2 数据库管理

本系统采用微软的SQLServer2008数据库，数据库的设计根据实用性设计了实时数据库、历史数据库、用户数据库、报警数据库和日志数据库。其中，实时数据库是将OPC采集来的实时更新的数据存入到表中，方便远程数据访问;历史数据库是将OPC采集到的所有更新的数据添加时间列存入表中，方便查询。本系统采用自动滚动存储，其中视频存储周期为2周，参数存储周期为半年。

2.3 基于WEB的远程数据访问技术

远程参数监控系统采用B/S（浏览器/服务器）模式，并采用asp语言编程，可采用VBScript和JavaScript等简易的脚本语言编写，asp程序无需编译、易于生成、独立于浏览器，可通过ADO连接ODBC来访问服务器端的数据库表，对数据库中表進行增、删、改、查等操作。

本系统中的远程监控包含用户登录、现场整线状态实时显示、部分关键设备参数实时显示、历史数据查询、现场视频实时监控和历史视频查询等功能。远程监控界面遵循和现场参数监控的界面一致，保证用户使用的方便性和无差异性。

2.4 VPN数据加密技术

VPN（虚拟专用网络）属于远程访问技术，是在公用网络上建立专用网络，进行加密通讯。实质就是利用加密技术在公网上封装出一个数据通信隧道。

本系统采用VPN服务器实现远程访问的数据加密。该VPN服务器基于Windows 2000Server操作系统，配备一个公用的IP地址，连接企业内部专用网络和公用Internet。

2.5 用户权限管理

远程监控系统支持用户权限管理，远程用户管理员为每个用户添加了权限等级，每个用户在登录系统时可以根据不同的用户等级拥有不同的访问权限。一级用户可以查看所有的实时视频、参数以及历史视频和参数，并且可以控制前端设备;二级用户可以查看所有的实时视频、参数，可远程控制某些设备;三级用户可以查看所有的实时视频和参数;四级用户可以查看部分授权视频和参数。

3 现场分布式数据采集

OPC便于集成不同系统中数据，不同控制系统之间通过网络连接再与应用程序连接，只需要知道不同控制系统的PLC地址即可。

OPC服务器配置流程如下：

1）打开Station Configuration，，在Index1中插入OPCServer，在Index 3中插入IE General，保存站名为Server0813。

2）在SIMATIC Manager里新建一个项目，新建一个PC Station，配置和步骤1相同，并建立一个工业以太网。再点击“Configure NetWork”设置OPC服务器的OPC连接，只需要在添加连接时将相应的PLC地址输入正确即可。

4 结束语

本系统实现了在国产乘用车冲压生产线上的视频和参数的本地监控及远程监控，在实时性方面满足了一定的要求，在实地使用中系统稳定性好、响应时间短、易维护、界面设计简洁易懂。但是在系统智能化水平与监控范围上还有一些不完善的地方，相信随着技术的发展进步还可以进一步提高改善，从而实现更加智能化与实用的监控系统。

参考文献：

[1] 赵庆磊.关于智能监控系统的探讨[J].江西建材，2014，（19）：269-269.

[2] 徐进学，胡红武，刘玉梅，等.基于OPC技术的远程监控系统方案设计[J].沈阳工业大学学报，2007，29（5）：574-577.

[3] 路泽永，邹克武，孙继磊. 汽车总装生产线上位监控系统的设计开发[J]. 承德石油高等专科学校学报，2013，15（5）：24 -28.

[4] 陈思，程柯文. 汽车生产中的集中供液系统[J]. 汽车工艺与材料，2008，23（3）：43 -46.

（作者单位：中国汽车工业工程有限公司）