屈科科+解军艳

摘 要：随着工业德国“工业4.0”的进程越来越快，工业生产设备远程监控系统逐渐受到前所未有的关注，近些年国内外学者在业生产设备远程监控系统及其自动化领域成果不断。本文以钢铁自动化生产和远程监控为例进行了分析，这种新兴技术在处理生产任务、进行生产指令和调度物资方面有极强的优势，在实际生产中取得了良好的效果。

关键词：自动化生产线；远程监控；信息集成；工业4.0

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.152

0 引言

近些年来随着德国“工业4.0”进程的推进人类进入第四次工业革命，相应的我国的“中国制造2025”计划也预示着我国也开始了第四次工业革命。通过电子技术、传感技术、网络通信、建站技术、控制技术等多门学科的有机结合，工厂才可能实现生产线的远程监测。

对钢铁生产线上的信息进行全方位全过程地掌握，对各类信息进行分类汇总并有效及时地处理才能保证钢铁的生产质量。目前而言我国钢铁行业的生产线较前些年有所发展但是相比于发达国家而言差距仍然很大。在钢铁生产线上大多存在投资大、操作困难、功能冗余、不抗干扰等缺点使得以PC为终端的信息交流难以实现，本文针对这一现状和生产实际需要提出了钢铁自动化生产线监控管理的新模式。

1 钢铁自动化生产线监控系统结构

钢铁自动化技术的发展与钢铁工艺的发展、互联网技术的普及以及计算机技术的发展密切相关。参照ISO相关标准可将钢铁自动化生产线监控系统结构分为设备的监控管理系统、生产过程的监控系统和生产监控管理系统三部分。

1.1 设备监控管理系统

对于钢铁生产单位来说生产设备的稳定是整个得以生存发展的前提条件，而生产设备的稳定和生产活动的有序进行则取决于管理职能和维护水平。设备监控管理系统是将设备的管理和控制一体化处理其功能主要有两方面：

（1）根据设备的实时状态信息数据，通过特定的处理优化方法来实现设备的维修管理，给出正确最优化的维修计划。对于发展中的生产企业而言规范化的设备数据库和有效的设备维护管理模式在企业生产活动中有不可取代的作用。（2）通过互联网及传感器技术对生产状态下的设备关键数据和信息进行实时的监控，通过监测的数据编制整理出最优化的生产计划和合理的生产工艺使得人机能最大化被利用，增加企业的和单机的生产效率。

1.2 过程监控系统

过程监控系统的存在意义是通过相关监测数据和响应的工艺算法保证设备一直处于最优化的生产状态，保证生产出的产品的质量。

1.3 生产监控管理系统

以最低的成本最小的资源消耗量来获得最大的产值是每个生产单位的共同目标，钢铁企业也不例外。根据企业订单和交货时间、单位生产量和生产储备量的综合考虑。在能满足企业交付计划任务时尽量晚生产，合理分配资源并监督计划的实施是生产监控管理系统的主要存在意义。

2 基于专用装置的钢铁自动化生产线监控管理模式

为了避免在生产过程中某些小失误带来的巨大损失，对生产设备的实时监测并在第一时间做出正确有效的响应十分重要。由于这一问题的重要性，采用专用装置对钢铁自动化生产线进行监控并共享设备信息，操作员根据共享数据可实时准确地了解设备的工艺参数和生产状态。

2.1 专用装置功能

专用装置在自动化控制系统的作用不可取代，他是生产装置运行状态信息的枢纽。根据其在生产线的功能将其分为中央控制、数据通讯、实时数据信号采集与控制、驱动模块、用户、系统管理、通讯协议等七大模块。钢铁自动化控制系统中的专用装置可以通过嵌入式来实现，例如可以再模块中嵌入想实现的功能如按指定方式对设备进行监控、对生产线中视频录像存储、对监控影响集中管理等功能。

2.2 钢铁自动化生产线信息管理结构模型

根据自动化生产线各种参数和生产特可以将信息管理系统在纵向上分为三个层次，即管理层、执行层和控制层。

（1）管理层：通过处理上层生产任务和下层生产线的实时信息，做出正确迅速的反应即使对钢铁自动化生产设备的运行状态维护或者是对其运行状态调整发出指令，保证生产线的高效性和安全性。

（2）执行层：执行层主要根据上面管理层的指令，通过互联网技术对生产设备的相关参数进行调整，保障设备的稳定运行和产品质量。

（3）控制层：控制层是整个系统的信息采集层，也处于整个结构的底层。通过各种传感器和变频器等对自动化生产设备进行实时数据采集形式的监控，同时将采集的数据传递给执行层，然后执行层将接收到的数据再传递给管理层。

2.3 专用装置在钢铁自动化生产线的功能

专用装置在自动化生产线主要有以下两个功能：

（1）接收并处理设备实时监控信息，将分析结果指令通过互联网技术传递给生产管理系统，生产管理系统再将收到信息下达；（2）接受并分析生产任务信息，将分析结果反馈给设备监控管理系统。

2.4 人机监控界面

人机界面将生产数据形象化数字化，具有很好的操作性。一般的人机监控界面都具有下列四种功能：

（1）操作人员可以实时看通过人机界得到设备在生产过程中的参数。

（2）操作人员可以通过人机界面查询并得到历史运行记录。

（3）人机界面能够实现自动报警显示。

（4）人机界面应用了多媒体技术操作界面友好，画面数据通俗、系统，人机界面同时也提供了语音功能一项。

3 结论与展望

生产线的自动化及其远程监控是推进工业发展的重要技术需要，是提高我国各个生产企业的核心競争力的关键所在，提高企业的国际竞争力的核心。生产线的自动化及其远程监控能实现生产成本的动态控制，也可以提高企业的决策水平和资金的利用率。

本文中所阐述的钢铁行业的远程监控系统只是工业化进程中的一个例子，在接下来的发展中，各行各业都可以应用这种技术提高企业的竞争力，为我国的崛起做出贡献。

参考文献：

[1]姚程宽，张新华，詹喆.物联网的应用领域与发展前景[J].科技广场，2013（11）：78-80.

[2]王建华，黄河清.计算机控制技术[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]王怀宇，赵建军，李景丽.基于物联网的温室大棚远程控制系统研究[J].农机化研究所，2015（01）：123-127.

[4]武一，包春兰.基于GSM和ZigBee技术的智能家居系统设计[J].河北工业大学学报，2014（02）：15-18.

作者简介：屈科科（1985-），男，河南济源人，硕士，助教，研究方向：机械电子工程。