發(fā)布時間：2017-08-22 21:53

  本文關鍵詞：基于MCD的包裝流水線虛擬仿真及監(jiān)控系統(tǒng)設計

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【摘要】：為了滿足機電一體化產品對機械制造行業(yè)虛擬仿真及監(jiān)控設計的需求,西門子工業(yè)軟件有限公司根據目前行業(yè)現狀以及廣泛的市場調研,提出了機電一體化概念設計(Mechatronics Concept Design,MCD)解決方案,并結合計算機輔助設計軟件UG NX開發(fā)出了MCD虛擬仿真平臺。本文基于MCD平臺進行包裝流水線虛擬仿真及監(jiān)控設計,本文設計的流水線系統(tǒng)是虛擬仿真的,但控制系統(tǒng)是實物的。本文設計的系統(tǒng)基于兩個目的。一是幫助設計人員進行包裝流水線的設計,由于MCD平臺對包裝流水線虛擬仿真是基于3D平臺系統(tǒng),因此設計人員在設計過程中可精確地看到流水線中各個環(huán)節(jié)的內部構件以及機構的所有運動狀態(tài)。二是該系統(tǒng)可用于三維動畫的實時監(jiān)控,MCD在虛擬監(jiān)控方面比傳統(tǒng)視窗控制中心(WinCC)監(jiān)控效果更加清晰直觀,能夠清晰地對流水線各個環(huán)節(jié)運動狀態(tài)實時跟蹤和控制。本文首先對虛擬仿真及監(jiān)控系統(tǒng)和包裝流水線仿真及監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現狀及趨勢進行分析與總結,對西門子MCD平臺在包裝流水線上應用時存在的問題進行分析并提出解決方案。然后研究基于MCD的包裝流水線虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)設計中的兩個主要問題,即仿真模型設計和模型監(jiān)控設計。仿真模型設計主要利用產品生命周期管理軟件Team center建立包裝流水線的需求、功能、邏輯模型結構,在MCD平臺上根據實際流水線的運動場景,進行模型的建立、物理屬性及運動屬性的定義。為了能夠實現模型與硬件數據交互進而完成監(jiān)控的目的,在模型構建過程中,本文沒有采用傳統(tǒng)的堆積方式建立模型,而是提出運用草圖拉伸方式優(yōu)化模型,通過對碰撞體與剛體的合理選取,對流水線模型進行物理屬性的改進;通過運用基于事件的仿真序列重新定義運動屬性。模型監(jiān)控設計主要利用MCD平臺提供的軟件接口完成對包裝流水線虛擬仿真系統(tǒng)和實際的PLC軟硬件系統(tǒng)的數據交換,從而實現對流水線的監(jiān)控。目前MCD與PLC進行通信過程中尚不能實現數據的完整交互,本文在總結MCD虛擬仿真平臺特點的基礎上,提出運用XML技術實現虛擬仿真模型與PLC輸入/輸出(I/O)數據之間的實時交互,在進一步利用了OPC server作為MCD與PLC通信橋梁的基礎上,實現了MCD與PLC的數據交換。本文最后對設計完成的包裝流水線仿真及監(jiān)控系統(tǒng)進行了系統(tǒng)測試,測試表明了本文設計的系統(tǒng)是可行并可靠的。
【關鍵詞】：包裝流水線 MCD 仿真 XML 監(jiān)控
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB486.3;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-14
• 1.1 課題的背景及意義11
• 1.2 虛擬仿真及監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現狀和趨勢11-12
• 1.3 包裝流水線仿真及監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現狀及趨勢12-13
• 1.4 本文的工作及章節(jié)安排13-14
• 2 基于MCD的包裝流水線仿真及監(jiān)控系統(tǒng)解決方案14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 需求分析14-15
• 2.3 系統(tǒng)總體解決方案15-19
• 2.3.1 功能設計分析15-16
• 2.3.2 邏輯設計分析16-17
• 2.3.3 基于MCD的包裝流水線模塊構成17-18
• 2.3.4 MCD應用到包裝流水線技術問題分析18-19
• 2.4 系統(tǒng)硬件構成及組態(tài)19-23
• 2.5 本章小結23-24
• 3 基于MCD的包裝流水線虛擬仿真模型構建技術研究24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 模型分析24-25
• 3.3 模型參數化分析25-26
• 3.4 仿真設計26-30
• 3.4.1 物理屬性26
• 3.4.2 運動屬性26-27
• 3.4.3 仿真序列27-30
• 3.5 本章小結30-31
• 4 基于XML的數據交互設計31-36
• 4.1 引言31
• 4.2 XML與PLC數據匹配分析31-33
• 4.3 OPC與PLC連接33-35
• 4.4 本章小結35-36
• 5 基于MCD的包裝流水線詳細設計36-58
• 5.1 引言36
• 5.2 建立模型36-40
• 5.3 模型參數化40-43
• 5.4 仿真設計43-52
• 5.4.1 物理屬性定義43-46
• 5.4.2 運動屬性定義46-47
• 5.4.3 仿真序列定義47-52
• 5.5 XML與PLC數據匹配52-55
• 5.6 OPC與PLC連接55-56
• 5.7 MCD與PLC通信56-57
• 5.8 本章小結57-58
• 6 系統(tǒng)測試與驗證58-61
• 6.1 引言58
• 6.2 仿真測試58
• 6.3 通信測試58-60
• 6.3.1 OPC與PLC通信測試59
• 6.3.2 MCD與PLC通信測試59-60
• 6.4 監(jiān)控測試60
• 6.5 本章小結60-61
• 7 總結與展望61-63
• 7.1 總結61
• 7.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67
• 附錄一 模型XML格式輸入輸出數據67-78
• 附錄二 模型XML格式地址數據78-93
• 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文93

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 張為民;;基于網絡接口技術風光互補控制器系統(tǒng)的設計[J];微型機與應用;2013年10期

2 劉棟;任天平;李萬周;;智能手機在車輛安全輔助系統(tǒng)中的新型應用[J];微型機與應用;2013年10期

3 馬峰;徐和根;趙曼;;基于FPGA的智能卡控制器的實現[J];微型機與應用;2013年01期

4 何強;楊朱杰;郭晨;嚴世濤;孔鵬;;基于麥克風陣列的高信噪比定向采音系統(tǒng)[J];微型機與應用;2013年01期

5 鐘偉;張建國;李金山;陳金源;;基于PLC控制的全自動硬幣包裝線系統(tǒng)設計與實現[J];制造業(yè)自動化;2011年11期

6 張有良;彭英民;茍向民;;全自動高速紙箱包裝機的設計及電氣控制[J];包裝與食品機械;2007年06期

7 孫亮;張青川;江慧豐;;溶質濃度對Al-Cu合金中PLC效應的影響[J];金屬學報;2006年12期

8 宋華明;馬士華;;考慮流水線平衡的混合裝配線排序[J];中國機械工程;2006年11期

9 余瑤,鄧飛其;神經元PID控制器及改進算法的仿真研究[J];控制工程;2005年S1期

10 侯勇嚴,郭文強;單神經元自適應PID控制器設計方法研究[J];微計算機信息;2005年12期

中國碩士學位論文全文數據庫 前4條

1 徐芳;涂裝流水線設計及仿真優(yōu)化[D];天津大學;2012年

2 孫晶;流水線生產節(jié)拍選擇的研究[D];東北林業(yè)大學;2009年

3 苗志鋒;基于有限狀態(tài)機的IP協(xié)議研究[D];蘭州理工大學;2005年

4 趙慶斌;IP網絡主動檢測技術研究[D];華北電力大學（北京）;2004年

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本文編號：721199