基于物联网的涂装设备远程监控系统设计

摘要：为了实现涂装设备的远程监控，设计了一种基于物联网的涂装设备远程监控系统，该系统以组态软件物联网平台为基础，以工业无线网络为传输手段，

将设备管理系统和组态软件进行集成开发成具有工业网络的计算机云平台监控界面；然后在物联网云平台上实现对设备操作状态监测、报警和控制功能；最后通过无线网络将设备数据传输到工控机进行处理并将数据上传到上位机软件。利用网关与传感器等实时采集现场数据，实现对车间涂装生产线上设备状态监测、报警和控制功能。

关键词：涂装设备监控；边缘计算网关；远程监控。

一、项目背景

随着社会的发展，自动化技术的进步，工业自动化技术正逐渐在各个行业中得到广泛应用，特别是在钢铁企业之中尤为突出。在钢铁企业中，涂装生产线作为生产中重要的一环受到广泛的关注。然而由于涂装设备多、生产过程复杂、操作环境恶劣等特点，导致设备状态监控难度大、可靠性差和维修成本高等问题。在实际应用过程中也受到各种因素影响而造成故障频发，给企业带来巨大损失。因此在钢铁企业建立一套能够对涂装作业中设备运行状态进行实时监测、控制的管理系统是非常有必要的。

二、设计思想与原则

工业无线网络（In-Embedded Network, IoTN）是在局域网（LAN）基础上发展起来的新一代无线通信技术。其应用范围广，通信容量大，可靠性高，是一种具有较高数据传输速率、较大容量、抗干扰能力强的无线网络；同时它还具有体积小、功耗低和成本低等优点。 在工业物联网中，由于工业无线网络所提供的数据传输速率高、传输距离远、抗电磁干扰能力强和稳定性高等特点，使得工业无线网络是目前合适在工业环境中应用的通信方式。

本系统设计原则是：

保证现场操作人员能够实时地通过计算机云平台对涂装生产线设备进行监控；

以计算机作为上位机进行自动化设备监测和操作控制；

同时利用边缘计算网关与现场设备实时连接实现了与上位机的信息交流并保证涂装设备数据能够实时上传到上位机；

采用工业无线网络传输与工业以太网传输相结合，保证了数据在传输过程中的稳定可靠。

三、主要模块设计

该系统主要包括以下几个模块：

（1）现场数据采集和数据传输模块，主要完成现场设备实时数据的采集，并将数据实时传输发送到上位机；

（2）设备监控管理和报警模块，主要完成对车间生产设备操作状态的监测和报警处理；

（3）上位机监控平台部分，主要完成上位机对现场设备操作界面及操作信息的显示、管理以及控制；

（4）数据上传模块，主要完成将车间生产数据从下位机传至上位机。

四、结束语

该设计在实际生产过程中取得了良好的效果，并具有一定的推广价值。

1) 物联网云平台能够实现对下位机设备监控、设备管理数据库、现场设备远程监测功能的整合，提供了完整的设备运行数据；

2) 利用工业无线网络为数据传输手段，提高了现场设备信息采集、处理能力，实现了工厂实时监测，提升了对关键工艺点的监控水平；

3) 上位机通过组态软件集成了数据采集功能后通过无线网络将现场监控数据传送到上位机上，方便企业工作人员对关键工艺点及生产状况实时查看；

4) 利用网络技术能够对企业进行远程监测和控制，为实现工厂安全生产和降低生产成本提供保障。