泓格GT-530语音简讯系统于传统CNC车床上的应用

引言

受惠于CPU的运算速度不断的提升，计算机数值控制车床(CNC车床)相较于传统的车床来说，有着高加工效率、高加工精确度、可加工复杂度较高的工件、高可靠度与自动化等等的特点，因此已被广泛应用在各种零件、模具的加工与制造。使用者往往将规划好的工件样式透过CNC软件产生G-code，之后交由CNC控制器进行处理。然后对于各轴与平台下达相对应的命令以进行高速切削的动作，直到工件成形为止。从开始切削到工件完成，通常需要花费数小时的时间。此时，如果CNC机台发生故障或因某些原因导致停机。如果没有工作人员在旁实时发现实时处置，会导致CNC机台工作闲置，增加成本。

台湾台中某CNC车床制造商，旗下产品主要外销至欧美等地，由于当地人力工资相当昂贵，因此常常发生CNC机台故障时，现场没有人员能够立即处置。造成产线闲置产能下降的问题。因此除了采用泓格公司的ET-7051 Ethernet I/O模块导入警报监控系统外，更搭配泓格公司M2M产品GT-530，在警报发生的同时，透过简讯的方式，联络相关人员进行处理，如此不但可以大幅提升CNC机台的利用率并增加产能、降低人事成本。从而实现了经济、高效率的CNC车床系统。

系统所需组件及配置方案

原系统架构由PLC控制器组成CNC控制系统。发生警报时，无法进行警报的纪录与管理。经过审慎的评估与选型，最后采用泓格ET-7051模块搭配EZ Data Logger软件进行警报的纪录与管理。另外，对于没有监控中心的情形则以GT-530解决客户无法实时处置警报的问题。

ET-7051模块简介

频道类型与数量：DI 16 channels

通讯接口：Ethernet 10/100 Base-Tx, Modbus TCP protocol

输入电压：ON准位：+10 VDC ~ +50 VDC，OFF准位：+4 VDC Max.

支持500Hz以下频率32-bit计数器功能

输入阻抗：10 kΩ

隔离电压：3750 VDC

电源与功耗：+10 VDC ~ +30 VDC，0.11 A @ 24 VDC Max.

详细信息请参阅：http://www.ICPDas.com/products/Remote_IO/et-7000/et-7051.htm

EZ Data Logger简介

弹性化的画面与模块规划

提供实时数据趋势图

支持数据库存取

高低限制的音效警报

不需程序编辑能力，简单易用

I/O 64点与虚拟I/O 32点以内免费

详细信息请参阅：http://www.icpdas.com/products/Software/ez_data_logger/ez_data_logger.html

GT-530模块简介

频率：900/1800/1900 MHz三频讯号

简讯格式：支持ASCII(最大140字符)与Unicode(最大70字符)格式简讯

输入输出格式：10 DI 与2 DO channels，10 DI中的六个具有计数器功能

简讯机制：DI事件触发，最大支持10组电话号码

通讯接口：两组RS-232通讯端口，其中一组为参数设定用，另一组可利用简讯方式将命令转发给RS-232通讯端口上的设备

电源：+10 VDC ~ +30 VDC，另外也支持3.7 V锂电池

详细信息请参阅：http://m2m.icpdas.com/gt-530.html

系统整体架构及运作方式

CNC机台的控制部分主要由PLC构成。当警报或错误发生的同时，会由PLC点亮机台的警示灯，由操作人员立即进行处理。系统原来的架构如图所示：

为了能整合数台CNC机台的警报信息并考虑系统建置成本，因此在PC端采用泓格公司提供的简易图控软件EZ Data Logger软件进行警报的纪录与管理。此外，对于一般CNC机台数量不多的公司，要特别为了少数几台机台而建置中控室似乎不符合经济效益。该制造商也寻求泓格协助。希望能针对这样的状况提出有效的改善方式。为此，经过与制造商审慎的评估后，决议采用泓格GT-530简讯机。GT-530除了本身具备DI与DO频道外，也能够以事件触发简讯发送的动作。更重要的是，其操作方便的特性，让使用者仅需要透过Utlity工具几个简单的设置步骤，就能够达到想要的功能。Utility也提供了多国语言，方便使用者使用。所以当警报发生的同时，以GT-530经由I/O mapping的方式，将PLC的警报讯息利用简讯发送给预先规划好的操作人员。如此一来，在没有建置监控中心的情况下，当CNC机台警报发生时，透过简讯的通知，操作人员一样能够立即赶往发生问题的机台实时处置。

系统的特点及带来的效益

原系统遭遇到的问题

由于CNC机台加工一个工件的时间往往需要数个小时，操作人员不太可能一直待在机台旁边，尤其是当几台数量越来越多的时候，更没有办法安排每一部机台24小时都能有人员在旁边看顾。当CNC机台发生故障时，操作人员仅能透过灯号显示知道故障已经发生，无法知道警报发生的确切时间。

当客户采购多台CNC机台时，无法对于机台故障与警报的信息进行整合与管理。

当CNC机台故障时，现场可能有没操作人员在CNC机台旁，无法立即进行处置，因而降低了CNC机台的使用率并影响生产线的产量甚至造成刀具或模具的损毁。

改良系统提供的优势

透过ET-7051以I/O mapping的方式整合警报信息，对于原系统的改动不大。

以Modbus TCP的方式收集所有警报信息，易于将警报信息整合在其它Third Party的软件包上。

采用泓格EZ Data Logger的HMI软件而不使用SCADA软件包。EZ Data Logger让使用者能迅速建立警报信息管理系统，除了简单易用的特性之外，又能降低系统建置成本。透过信息管理系统的建置使得多个CNC机台仅需配置一名操作人员，除了降低人事成本之外，更能立即对发生警报的机台进行处置，增加CNC机台的使用率。

对于仅购买少量CNC机台的客户来说，建置控制中心并不符合经济效益。此时，利用GT-530简讯机的简讯发报功能，当警报发生的同时，再以简讯的方式通知操作人员即刻处理，因此无须每个机台皆配置一名操作人员。除了降低人事成本外，又能实时对有问题的机台进行处置，让加工的程序能继续进行，增加CNC机台的产量。