才茂通信工业机器人机械臂智能化远程管理系统

才茂通信工业机器人机械臂智能化远程管理系统

一、行业背景

在***工业互联网浪潮日益高涨的背景下，现代工业机器人机械臂在柔性加工等生产中应用越来越***。生产线上的工业机器人的***性对企业生产的经济效益保证意义重大。为了提高生产效率与产品优良率，越来越多的制造企业开始引进具有高效、持久及高精的机器人机械臂应用，在汽车、面板、晶圆、金属、化工、塑料、食品等领域，机械臂都在工厂内扮演着不可或缺的关键角色。然而，当数量众多的机械臂被导入自动化生产作业流程时，设备突发故障却成为影响产能的一大隐患，特别是对需要24小时不停机生产的高科技厂商而言，任何一条生产线的停摆都将造成巨大的损失。部分工厂为保障机械臂在出现故障时能及时维护会高薪聘请***技术人员长驻工厂，而往往这个技术人员的利用率非常低，但维护成本高昂，如何远程监控机械臂运行状态，以及预测故障发生，实现***定位故障变得尤为重要。

智能化机器人机械臂的大规模部署，机械臂结构复杂、维护成本高，除了对生产企业技术人员的***维护能力提出很高的要求，而且按机械臂应用的行业现状来看，也对机械臂生产企业的产品***服务能力提出了更高的要求。现如今物联网技术和TCP/IP协议将工业机器人机械臂的状态和报警信息传送给数据监控中心，实现其远程数据监控和故障诊断，发现问题并且迅速解决故障，在现代工业生产中具有重要意义。

二、系统组成

    工业机器人机械臂远程监控系统由三个部分组成：远程监控中心、数据传输终端、终端数据采集器。

    监控中心包括WEB服务器、数据服务器以及vpn服务器等，监控平台可以24小时不间断采集现场实时数据，动态显示现场各个监控站点变化的数据，自动形成报表以及数据出现异常时自动发送短信报警,外勤人员可以通过Internet访问监控平台实时查看相应数据等。

    数据采集终端包含机械臂控制器、以太网PLC、各种传感器。可通过以太网实时采集现场PLC、传感器数据，并实时对PLC、机械臂控制器进行程序控制以及程序更新。

数据传输终端：鉴于采集器的接口和设备的工作环境等多种情况的要求，选择才茂通信工业级别的无线5G/4G路由器作为传输设备。CM520系列工业路由器是一种物联网无线通信路由器，利用公用5G/4G***络为用户提供无线长距离数据传输功能。该产品采用***的高通处理器方案和工业级5G/4G***通网络制式模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供4个千兆以太网口（LAN)，1个以太网口(WAN ),1个RS232,1个RS485以及IO接口，可同时连接串口设备、以太网设备和WIFI连接设备，实现数据透明传输和路由功能。

三、系统拓扑结构

   监控中心端采用ADSL/光纤接入Internet 公网，获取公网IP，在公网路由下搭建VPN服务器。才茂通信路由器做为VPN客户端通过本地有线、WIFI或者5G/4G网络和服务器建立VPN隧道，实现两端内网互通。数据库服务器上运行采集系统，可以采集才茂路由器下接的以太网PLC数据以及控制机械臂控制程序。从而达到实时采集监控机械臂的运行状态。

四、系统功能

1、运行数据实时采集上传，系统扩展性强

才茂工业5G/4G路由器担负着数据传输的重要任务，上行采用5G/4G联网，支持移动、联通、电信等多种网络数据传输，能实时将现场工业机器人机械臂采集到的运行状态数据、加工数据上传到控制中心，远程即可查看设备运行情况。工业5G/4G路由器具有高速数据处理、大容量内存与储存空间，内置大容量内存和外置扩展接口，支持标准串口和以太网口，可扩展接各式各样的下位机，系统整体扩展性强。

2、生产数据实时分析，设备预测性维护，降低设备更新成本

工业5G/4G路由器支持多种语言的二次开发环境，客户可自定义数据处理模型，通过现场实时数据和历史正常运行数据比对，生产数据实时分析，提前预判设备可能出现的问题，做到提前维护和保养，相较于因大量旧设备使用到无法维修导致花大量费用换新设备，此方案极大降低设备更新成本。

3、云平台远程运维，降低运维成本

企业无需安排***技术人员常驻在现场监督，可在监控后台实现机械手数据的远程查看、分析，并且可以在设备停机的时候做设备维护，节省了利用利不高的机械臂技术人员，降低运维成本

四、系统优势

 1、稳定性

采用工业级***处理器，能够经受长期的恶劣环境考验，保证通信的顺畅性；可靠的网络连接，有设备重拨功能，能够确保设备永远在线。

2、成本低

采用的是无线数据传输终端，使用运营商的5G/4G网络，无需进行网络布线，设备安装灵活，不受地理环境影响，单点设备价格便宜，减少布线问题降***。

3、灵活性和扩展性

采用标准的通信协议以及接口便于安装施工、调试、运行、维护。可同时采集控制厂房内的多台机械臂。

4、实时性

当数据出现异常等情况，监控端能及时发现以及下发指令对机械臂进行控制。

六、结束语

工业生产现场的PLC、HMI等智能设备通过各种工业总线或高速以太网连接CM520工业5G/4G路由器进行数据采集和远程传输。完成的之后通过MQTT、HTTP等物联网常用传输协议发送到云端系统。物联网云平台可以部署在企业私有数据中心或Azure、AWS、Aliyun 等公共云服务平台。云平台可实现设备远程状态监控，实时告警通知和故障诊断分析，远程故障定位和程序升级，设备资产管理，设备预防性维护以及工业大数据挖掘等功能。