基于 5G 的玻璃压延成型设备远程在线调试方法研究

远程调试技术是借助远程网络通讯技术手段来对设备远程调试与维护的技术。可原有的远程调试技术依赖有线网络来进行。同时不够稳定的网速与高延迟成为远程调试技术的一大难题。

技术随着 5G 通信技术的快速发展，其在工业领域的应用也逐渐增多,制造业也迎来前所未有的变革。5G 网络提供了更高的带宽、更低的延迟和更大的连接密度，为工业设备的远程调试提供了新的机遇[1]。

玻璃压延成型设备作为玻璃生产过程中至关重要的核心装备，其中在光伏玻璃、超白玻璃、压花玻璃等高端玻璃产品中扮演着核心角色。所以其生产效率与产品质量直接影响着整个产业链的竞争力。

传统的玻璃压延工业设备调试通常需要现场人员进行，但这种方式可能会带来高昂的成本、时间延迟和人力资源限制。难以满足现代工业对高精度、实时监控与远程管理的要求。通过利用 5G 技术，可以实现玻璃压延工业设备的远程调试，极大地提高了效率和灵活性。并推动智能制造在玻璃工业中的应用。此研究在为压延玻璃制造企业中对玻璃成型设备提供一种全新的调试模式，助力行业转型升级，促进制造过程的数字化和智能化进程。

1 原有现场调试

1.1 现场调试方法

传统的压延成型装备调试方案主要依赖工程师现场操作。工程师需到达设备现场，通过有线通讯连接至控制系统，对 PLC、变频器、HMI 等核心设备进行程序编写、参数设定及调试。在调试过程中，工程师需要密切观察现场设备的运行状态，包括运动轨迹、响应速度及整体协调性[2]，并通过逐步调整控制参数，使设备达到预期的工艺要求和性能标准。

1.2 现场调试优缺点

虽然现场调试方式能够确保设备的精准调校同时也能确保设备的安全运动，但也存在一定局限性。在出厂调试后，将设备发至现场，仍需要进行现场调试，在现场根据实际情况、工艺需求进行电气设备的软件程序优化与试验。若交付后设备出现问题，仍需要到达现场进行调试[3]，就需要高昂的人工成本和经济成本。

1.3 现场调试的问题

显然传统调试方案存在诸多显著的问题。

（1）工程师需要到达现场，消耗大量的精力与时间在路上。尤其是远销海内外的设备，差旅成本会大幅增加。

（2）设备运行遇见问题工程师响应速度极慢，最快也需要 1-2 天时间才能到达现场。

（3）工程师到达现场后往往需要一定的时间去了解情况分析问题，通过以往的经验来解决问题，这样可能会导致解决问题周期延长，影响生产进度。

（4）设备运行数据不能详细记录，工程师甚至需要到达现场后通过人工记录数据来调试与分析。

2 远程在线调试

2.1 传统远程调试方法

传统的远程调试方法方案很多，但是大部分依赖有线网络与局域网络。其中使用 Windows 第三方远程工具进行调试的方法使用的最为普遍。此种方法是通过远程控制现场的电脑，通过远程控制调试软件来做到设备程序与动作的调试与修改。

2.2 传统远程调试优缺点

传统的远程调试的优缺点也是十分明显。降低成本是远程调试的共同优点，工程师可以通过此类技术进行远程解决调试与故障，不需要专门为调试工作派出工程师到达现场进行工作，企业可以大大的节省时间成本与人工成本。

当然此类方法缺点也很明显，首先信息安全问题很难保障，在调试过程中中间人可以轻易窃取调试数据和保密技术。其次十分依赖网络条件，在高延迟或者网络不稳定的情况下，远程工程师很难实时监控自动化设备的运行状态，尤其是在玻璃压延成型设备上更为致命。

2.3 基于 5G 的玻璃压延成型设备远程在线调试方法与优点为了解决传统现场调试方式与传统远程调试存在的缺点与局限性，本文提出了一种基于 5G 网络的玻璃压延成型装备远程在线调试方法。该方法利用 5G 路由网关将现场控制设备接入高速网络，使工程师无需亲临现场，即可远程对 PLC、变频器、HMI 等关键控制系统进行程序编写、参数调整及功能优化。

同时，现场部署高清网络摄像头，实时采集设备的运行状态，包括运动轨迹、响应速度、异常警报等信息，并将数据传输至远程监控端。工程师可通过远程平台直观监测设备运行情况，并根据视频画面及系统反馈进行精准调试。

设备正式投产运行后，系统积极开展数据采集工作。数据采集方面，通过传感器实时获取设备运行参数，并结合历史数据清洗和预处理。对于大数据建模，采用机器学习算法分类和预测数据，识别潜在异常模式。除运行数据外，在数据分析环节，还记录操作人员行为数据，分析操作习惯和决策模式以优化人机协作，减少人为失误故障风险。系统通过阈值和异常检测算法实现预警，基于知识库和历史案例生成解决建议。

该远程调试方案不仅提高了设备调试的效率，降低了工程师的出差成本，还能在设备运行过程中实现远程诊断和维护。一旦发生参数异常或设备故障，工程师可迅速介入分析问题，并提供实时技术支持，有效减少生产停机时间，提升设备运行的稳定性和智能化水平。

3 实施方案步骤

1.连接设备：通过云平台、客户端、服务端、网络高清监控摄像头和5G 路由网关，与现场设备建立连接。

2.建立通信：服务端登录云平台，与现场设备建立通信连接。

3.监控设备状态：利用网络高清监控摄像头，远程识别现场设备的运行状态和动作，生成相应的设备运行状态图像和动作图像。其中设备的运行状态包括正常运行状态、玻璃产品状态、故障动作状态和报警状态。设备的运为解决上述现有技术存在的问题，本文提供了一种玻璃压延成型装备远程 5G 在线调试方法。此方法是是通过 5G 路由网关对现场控制设备进行网络连接，可使工程师远程进行程序与参数的编写调试。同时现场利用网络高清摄像头来检测设备的运行状态。

4.参数输入与分析：将设备的运行状态和动作输入预设的模型中，输出相应的提示。其中设备参数涵盖变频器参数、HMI 参数、电气配置参数、硬件电机参数、编码器参数、辊径参数、量程参数和报警阈值参数。

5.编写和修改程序：根据输出的设备参数，服务端对设备参数及对应的设备 PLC 控制程序进行编写和修改。

6.实时监控：通过客户端将设备运行参数反馈给服务端，实时监控设备参数。

现场设备的控制系统通过 5G 物联云网关实现 5G/4G 、WiFi 无线和有线网络通信功能，支持多种网络方式。通过以上的方案步骤实施来实现玻璃压延成型设备的远程调试。

4 方案效果与讨论

通过检查设备的运行参数和故障参数，同时加装高清摄像头对设备的状态进行监控的方式来协助工程师前期调试设备与判断设备故障，并通过物联网云平台加 5G 低延时等特点，可以让工程师远程对设备控制系统编程、程序参数修改来最终完成调试，提高了设备前期调试与故障解决调试的速度，大大节省时间和人工差旅成本，并提高了设备的工作效率。

基于以往的调试经验数据，通过将设备运行状态和运行动作进行参数化处理以获得设备运行参数，在数据超过阈值时及时提出预警，可以有效避免设备故障的发生。通过建立“数据采集-特征提取-模型训练-参数反馈”闭环系统的数据模型，使发生故障时可以快速给出提示，提高了解决设备故障的及时性与效率。

参考文献：

[1]王玉峰,王一钦.5G 掀起工业应用新浪潮[J].中国工业和信息化,2023,(03):6-11.

[2]高峰,郭为忠,宋清玉,等.重型制造装备国内外研究与发展[J].机械工程学报,2010,46(19):92-107.

[3]王超.国内外海洋石油工程项目采办过程质量管理研究[J].中国物流与采购,2020,(13):45-46.