▋應用背景

隨著現代機械加工對復雜化、精密化、大型化以及自動化設備的要求不斷提高，數控機床設備日益得到廣泛應用。數控機床設備對加工質量及效率起著關鍵乃至核心作用，其造價往往相當昂貴。因此加工設備的損壞或故障停機以及生產效率的降低都會造成一定的損失。為了確保數控機床設備的正常運行和預防式維護，才茂通信采用了工業級5G/4G網關，針對廠商特定需求而量身打造數控機床設備遠程智能監控系統，實現預防式維護數控機床，提升自動化產線效能！

數控機床是工作于生產第一線，直接參與生產加工，是智能生產的重要一環，數控機床設備需求大幅增加，由于機床設備廠商產品覆蓋范圍廣泛，售后服務區域廣，設備售后維護成了一個大問題：

1、無法保障設備可靠穩定運行，減少不必要的停機時間 ；

2、設備操作人員水準參差不齊，可能一些小問題都需要有售后人員現場去處理，降低了維護人員使用效率，增加維護成本 ；

3、服務面臨更大的壓力，設備在生產中出現問題，廠商客戶已經不滿足于24小時解決，而要求立即作出反映并解決問題；

4、廠商客戶反饋設備問題時，因反饋人員個人表達的差異或準確度不夠會造成描述的問題并不是真實存在的問題。

▋系統介紹

才茂通信數控機床遠程智能監控系統方案是將分布式部署在各地現場的數控機床接入到云系統，對機床設備運行狀態、易損部件磨損程度及電氣控制系統的數據進行收集分析。才茂5G/4G WiFi智能網關可以實現數據采集、數據監控、數據安全防護，數據存儲，數據上報，數據傳輸。智能網關為數控機床和云中心提供安全高速的連接，雙模雙WIFI應用實現數據傳輸鏈路冗余備份，保證數據轉發不會中斷，使工程師及時了解數控機床設備運行情況，縮短故障響應時間以及制定預防性維護計劃，節約大量的人力和物力成本。

 以往傳統數控機床數據檢測串聯方式，當某一臺硬件或者軟件發生故障時，會影響多臺設備的運轉。受RS232傳輸距離的限制，超過15米時必須增加長距離接收器，并且需要較多PC機一起配合實現。

數控機床遠程監測系統方案利用傳感器技術在數控機床上安裝傳感器----溫度傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器及激光傳感器等用來檢測數控機床的運動軸、刀具以及其它床身機械或電氣部件的運行狀態，及時地采集數控機床各設備的溫度、振動、聲音等信息，把檢測到的各種狀態數據轉換成數字信號，傳感器數據以RS232/RS485/IO/以太網口接口傳送到智能網關，應用5G/4G/WiFi等方式進行傳輸，服務器根據不同的狀態信息實時記錄和監視機床的運行狀態。

通過服務器數據庫，歷史記錄故障信息參數、刀補參數、螺距補償、工作坐標等，為后續使用和維護提供依據。為防止數控機床信息丟失，數控系統參數、PLC的I/O狀態數據、伺服和主軸相關數據、波形診斷數據、報警信息或系統識別等信息進行實時備份，對NC程序的調用和保存進行統一規范的管理。當出現參數丟失或意外更改等故障時，通過網絡重置參數，從而解決手工恢復量太大，速度慢、效率低的問題。

利用無線5G/4G/WIFI網絡技術，管理者通過手機/PC等終端設備，實時訪問查看平臺的產品所處的運行狀態。并且可以針對制作工序進行檢測，從而自動核算出產量及生產效率等相關數據。

 ▋系統功能

1、現場數據實時采集——機床運行狀態實時監控

才茂工業智能物聯網關具有豐富接口，包括RJ45/RS232/RS485/IO/WIFI等，并且兼容Modbus、MQTT等多種工業協議，保障數據采集的準確完整，支持采用不同設備的廠商的設備和系統接入，以實現系統之間、機器之間的互聯和信息交互，能實時將機床的通訊端口的狀態，當前傳輸的程序名稱，傳輸的進度等數據實時傳輸，為工廠用戶提供關鍵設備數據，并在云端形成相對完整、準確的數據存儲。

2、網絡邊緣互聯互通——實現本地化數據存儲和處理

在現場級布署邊緣計算節點工業智能物聯網關，匯聚機床生產現場數據及來自工業控制系統如 PLC、歷史數據庫的數據、過程控制系統的數據，實現底層設備橫向互聯以及與上層系統縱向互通的連接，并進行數據的邊緣處理，降低網絡開銷和后臺平臺壓力，也可以對故障隱患進行本地預判，第一時間發現潛在故障，減少生產停工風險

3、遠程維護——低運維成本

對每臺機床進行遠程維護，實現遠程診斷，遠程遙控，進行系統軟件自動更新下載、信息傳輸等功能，運維人員無需去現場就能及時解決故障問題。

4、提高用戶體驗

設備問題及時解決，提升工作效率，同時提高廠商客戶用戶體驗

5、云平臺遠程管理

工業智能物聯網關支持接入云管理平臺，通過設備管理云可以實時查看設備實際運行情況，對在線設備實現遠程升級，數據配置等功能，對設備的運行狀態可以通過圖表形式統計和查看，也可以導出備案。設備管理平臺實現對傳輸終端設備集中式的管理，遠程監控維護。

▋系統優勢

1、系統部署簡便、快速

施工周期短，部署簡單；

設備端口簡單易接，配置簡單易懂；

網絡架構成熟穩定可靠，可利用現有服務器資源部署云管理平臺環境。

2、用戶使用方便、快捷

終端設備，網絡設備，云管理平臺部署簡便，可視化參數配置頁面；

用戶可直接通過手機或PC端網頁訪問平臺查看工業現場情況。

3、提供開放接口 擴展性強

才茂5G/4G通信網關終端具有高速數據處理、大容量內存與儲存空間、支持標準串口、網口等接口，可擴展接各式各樣的下位機，系統整體擴展性強；

云平臺提供應用接口，支持二次開發，部署企業私有工業云平臺；

▋行業應用的優點

1、對數控機床使用廠家來說

（1）實現預知維修，及早發現故障隱患，減少機床停機時間，提高生產率；當發現故障隱患可以在遠程診斷和服務系統的指導下控制機床的加工，把損失降低到最低。

（2）遠程與制造商互動，完善機床使用技巧，使機床利用率最高。同時可做到保護生產數據加密不外泄。

（3）合理預測機床壽命，使機床在保養、保產情況下合理服役。

2、對機床制造商與維保單位

（1）減少維保服務人員和費用，節省故障維修時間，提高客戶滿意度；

（2）方便對機床使用情況進行質量跟蹤，發現機床缺陷，不斷完善機床質量；

（3）對設備運行狀態管理，故障早預防，維修對癥下藥。