引言
    近幾年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以窗口VR、分布式、混和現(xiàn)實(shí)等形式在生物醫(yī)學(xué)、軍事、航空航天工業(yè)等許多不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，取得了很大的成功。在制造業(yè)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得波音、通用等公司實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品無紙化生產(chǎn)。但是在制造業(yè)的生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域，傳統(tǒng)的二維表格或網(wǎng)格式的單一監(jiān)控界面或者攝像頭監(jiān)視仍然是大部分企業(yè)所采用的形式。這種監(jiān)控形式雖有成本低、適配環(huán)境要求小等優(yōu)點(diǎn)，但操作復(fù)雜難度大，界面單調(diào)缺乏人性化，監(jiān)控效率低。為解決上述問題，本文在Intemet/lntranet架構(gòu)下，建立破碎站生產(chǎn)線節(jié)點(diǎn)的MMD850篩分式雙輥破碎機(jī)的VR生產(chǎn)監(jiān)控模型，很大程度上解決了上述問題，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和競爭力。此模型可以動態(tài)取得數(shù)據(jù)，并實(shí)時分析，在一定程度上取代了煤礦工人井下危險(xiǎn)作業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景，具有普通攝像頭監(jiān)控?zé)o法比擬的優(yōu)勢。
1、整個監(jiān)控系統(tǒng)框架確立
    整個監(jiān)控系統(tǒng)框架圖見圖1。系統(tǒng)主要由以下幾個模塊構(gòu)成：
    a) MMD850虛擬模型數(shù)據(jù)庫及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫
    b) JSP服務(wù)平臺及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境構(gòu)建
    c)設(shè)備運(yùn)動異常處理
    在本系統(tǒng)中，生產(chǎn)現(xiàn)場（煤礦礦井下）設(shè)備上安裝的PLC數(shù)據(jù)采集裝置在采集到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)存放到采集數(shù)據(jù)庫中，JSP讀到數(shù)據(jù)后將其轉(zhuǎn)化為VRML可識別的運(yùn)動數(shù)據(jù)作為設(shè)備模型數(shù)據(jù)庫的一部分隨監(jiān)控端Browser啟動來驅(qū)動虛擬設(shè)備，同時JSP將采集到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實(shí)時進(jìn)行比較，如果產(chǎn)生異常，則JSP立刻啟動異常處理模塊，調(diào)整或中止現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行并將異常信息生成異常報(bào)告發(fā)送給監(jiān)控端（控制結(jié)果反饋）。
2、建立MMD850虛擬模型數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫
2.1建立MMD850虛擬模型數(shù)據(jù)庫
    設(shè)備虛擬模型數(shù)據(jù)庫包括三個方面：
    a)零件幾何模型數(shù)據(jù)
    在企業(yè)中零件模型通常是由三維工程建模軟件建立的，如Solidworks，UG，Catia，Pro _E等。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，編寫一個轉(zhuǎn)換接口程序模塊將這些模型統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為wrl格式的模型文件，并組織到模型數(shù)據(jù)庫中，采用常規(guī)CAD軟件中目錄樹的分組管理方式，使用模型ID來索引標(biāo)識。
    b)零件空間位置數(shù)據(jù)
    零件的空間位置數(shù)據(jù)主要存儲零件按目錄樹父子關(guān)系分組的相對空間位置坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度、縮放比例等坐標(biāo)變換數(shù)據(jù)。程序載入零件幾何模型數(shù)據(jù)和空間位置數(shù)據(jù)得到MMD850靜態(tài)虛擬樣機(jī)如圖2所刁弋。
   c)動作零件運(yùn)動路徑數(shù)據(jù)
   動作零件運(yùn)動路徑數(shù)據(jù)本質(zhì)來源是煤礦中設(shè)備上集成的PLC元件采集到的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換，實(shí)時的轉(zhuǎn)換成VRML可認(rèn)知的動作數(shù)據(jù)類型，存放于數(shù)據(jù)庫中以用來模擬相關(guān)部件的動作。
2.2  建立MMD850標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫
    標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)來源于設(shè)備制造商。設(shè)備制造商提供了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時關(guān)鍵部件的運(yùn)動范圍數(shù)據(jù)并提供了相應(yīng)PLC等元件檢測到這些數(shù)據(jù)的方法，將這些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)按對比要求記錄到數(shù)據(jù)庫中。
3、JSP服務(wù)平臺及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境構(gòu)建
    JSP服務(wù)平臺的搭建需要安裝JDK(5.O)、HTTP服務(wù)器( Tomcat5. 59)、SQL Server 2000 Driver for JD-BC，服務(wù)器環(huán)境為Win2000SP4，本地SQL Server2000 +SP3，搭建過程中需對每個部分進(jìn)行配置，寫一個.jsp文件試驗(yàn)連接數(shù)據(jù)庫，結(jié)果正確說明配置連接成功。
  創(chuàng)建好JSP平臺后，系統(tǒng)Brower端請求執(zhí)行流程如圖3所示：
    本系統(tǒng)生產(chǎn)線節(jié)點(diǎn)模型數(shù)據(jù)庫中動作零件運(yùn)動路徑數(shù)據(jù)要不斷從PLC中讀取，校對程序要不斷對讀入的數(shù)據(jù)跟標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)對比，從而使得在本
    系統(tǒng)中不可避免的要用到JsP數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫連接池的實(shí)現(xiàn)方式如圖4所示。
4、設(shè)備運(yùn)動異常處理模塊
    該模塊作為監(jiān)控的最終意義實(shí)現(xiàn)端，具有重要意義。主要包括：
    a)異常判斷
    異常判斷主要通過比較PLC中讀取的現(xiàn)場運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)檢測數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷，程序具有快速的響應(yīng)能力從而及時得做出判斷。
    b)異常處理
    異常處理程序主要實(shí)現(xiàn)將檢測到的異常信號話，負(fù)責(zé)及時將信號發(fā)送至生產(chǎn)線現(xiàn)場從而調(diào)整設(shè)備或停止設(shè)備運(yùn)行。
    c)異常處理反饋
    異常處理反饋是將異常處理的結(jié)果發(fā)回至監(jiān)控端。
    d)意外處理
    意外處理是在外部環(huán)境發(fā)生意外，如停電、爆炸、不可抗自然災(zāi)害等發(fā)生時的對設(shè)備進(jìn)行的緊急自我保護(hù)處理程序的啟動程序。
    以上程序均在JavaBean里實(shí)現(xiàn)。
5、結(jié)束語
    該監(jiān)控模型目前正在進(jìn)行最后的檢測調(diào)試工作，調(diào)試成功后將投入煤礦的正式開采運(yùn)作中�；�于VR的監(jiān)控模式隨著軟硬件平臺的逐漸提升，將逐漸整合到整個監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中，并隨著ERP和嵌入式平臺的提升越來越靈活機(jī)動而高效。