隨著中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí),以及智能制造的推廣,設(shè)備間的通信與聯(lián)網(wǎng)成為其中重要的一環(huán)。目前制造業(yè)中數(shù)控機(jī)床占有重要地位,數(shù)控系統(tǒng)之間的互聯(lián)通信決定著企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控、生產(chǎn)任務(wù)的自動(dòng)管理和生產(chǎn)設(shè)備的高效維護(hù),同時(shí)由于其處于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的底層,通過(guò)與上層管理系統(tǒng)(MES、ERP等)結(jié)合,達(dá)到真正意義上的信息集成,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)和制造,對(duì)實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化生產(chǎn)有著重要的意義。由于目前車間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備普遍存在著控制系統(tǒng)異構(gòu)、數(shù)據(jù)規(guī)范不統(tǒng)一的問題,造成車間通信網(wǎng)絡(luò)集成困難;同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層與過(guò)程管理層之間缺乏統(tǒng)一的通信規(guī)范,存在眾多不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),用戶都需要分別開發(fā)驅(qū)動(dòng)來(lái)訪問數(shù)據(jù),造成重復(fù)勞動(dòng);并且監(jiān)控系統(tǒng)普遍基于生產(chǎn)線定制研發(fā),導(dǎo)致系統(tǒng)通用性與可擴(kuò)展性較差。因此一種具有高效性、高通用性的車間異構(gòu)系統(tǒng)集成方法成為企業(yè)的迫切需求,同時(shí)不同的信息層之間應(yīng)當(dāng)定義統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),以實(shí)現(xiàn)層與層之間信息高效的集成通信。因此本文研究了基于MTConnect的車間異構(gòu)系統(tǒng)集成方法,首先闡述了國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法和異構(gòu)系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀,然后基于MTConnect協(xié)議構(gòu)建了生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型將設(shè)備信息采用統(tǒng)一格式進(jìn)行描述,實(shí)現(xiàn)信息在車間內(nèi)無(wú)障礙流通。為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)快捷的標(biāo)準(zhǔn)化集成,研究了具有高效性、高擴(kuò)展性的柔性適配器,可方便進(jìn)行不同設(shè)備的數(shù)據(jù)采集并實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換,并針對(duì)不同類型的通信協(xié)議進(jìn)行了柔性適配器的應(yīng)用策略研究。最后在某汽車企業(yè)制造車間進(jìn)行了方法應(yīng)用,使用柔性適配器進(jìn)行設(shè)備聯(lián)網(wǎng),并研發(fā)了 MTConnect代理端、客戶端以及數(shù)據(jù)庫(kù),組成完整的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)車間實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)對(duì)比,結(jié)果證明該系統(tǒng)可以高效、準(zhǔn)確地采集設(shè)備信息,證實(shí)了方法的可行性和有效性。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH186
【部分圖文】：

考慮到車間的生產(chǎn)過(guò)程以及管理人員的需求，根據(jù)硬件和軟件結(jié)構(gòu)，將生產(chǎn)??監(jiān)控管理系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集和處理層、功能應(yīng)用系??統(tǒng)層。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。??１?＾?＾?Ｗ??層?遇概拎窩?輛現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)???＾?找終端?ｍＰ＾＇Ｚ???（?Ｅｔｈｅｒｎｅｔ?）??數(shù)?ＨＴＴＰ／ＸＭｔ??１??％?Ｑ—ｎ??ｆ；??＾?務(wù)器??（?Ｅｔｈｅｒｎｅｔ???）??現(xiàn)?交艦??場(chǎng)?Ｔｅｐ、??？?Ｉ?ｉ?￣￣ｉ??ｌ?ｉ?？??Ｍ?…．．．??ＰＬＣ？Ｗ?ｉｐｎｇｔｔ?ｉｎｎａｔｅ＇??Ｂｉａｓ?的設(shè)備?的ａ＆??圖２－１柔性監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)??（１）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備層??現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層為監(jiān)控系統(tǒng)底層的硬件框架，主要解決現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互聯(lián)問題，由??不同種類的設(shè)備所構(gòu)成，其中包括不同類型的數(shù)控系統(tǒng)、工控機(jī)、傳感器和一些??定制化設(shè)備等。設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集主要來(lái)源于設(shè)備的控制器，其通信接口形式并??不統(tǒng)一，因此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的首先任務(wù)是統(tǒng)一不同設(shè)備的對(duì)外通信接口，本文通??過(guò)使用功能成熟的接口轉(zhuǎn)換模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的接口兼容，構(gòu)建車間通信網(wǎng)絡(luò)??架構(gòu)。??８??

數(shù)據(jù)采集柔性適配器程序的工作流程分為以下幾個(gè)過(guò)程：系統(tǒng)初始化、讀取??系統(tǒng)配置文件、初始化數(shù)據(jù)采集模塊、啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集線程、采集并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)映射、??發(fā)送數(shù)據(jù)、停止數(shù)據(jù)采集線程并釋放系統(tǒng)資源。程序運(yùn)行流程如圖３－２所示。??１４??

第３章數(shù)據(jù)采集柔性適配器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)議調(diào)用算法??通道的打開狀態(tài)，在己經(jīng)打開的通道里通過(guò)遍歷設(shè)備實(shí)例列后判斷此設(shè)備的連接情況，如果連接狀態(tài)異常就重發(fā)檢測(cè)柔性適配器會(huì)自動(dòng)斷開連接；如果連接狀態(tài)為正常則啟動(dòng)數(shù)性采集接口中的數(shù)據(jù)采集函數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，采一段時(shí)間后重新啟動(dòng)。通信協(xié)議調(diào)用流程圖如圖３－５所示。??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閆曉風(fēng);趙艷領(lǐng);韓丹濤;;基于OPC UA通用數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)[J];儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量;2015年06期

2 楊煜俊;陶宇;吳少練;畢輝;;基于Web Services和MMS的機(jī)器人制造單元異構(gòu)設(shè)備通訊研究[J];現(xiàn)代制造工程;2015年05期

3 盧林;于東;胡毅;彭鵬;陸小虎;劉韻;;開放式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)研究[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2015年03期

4 張曙;;工業(yè)4.0和智能制造[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程;2014年08期

5 劉麗娟;武文革;;基于B/S的數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2014年04期

6 鄭思淵;王青;李江雄;柯映林;李松;;飛機(jī)翼身交點(diǎn)精加工通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年07期

7 B. Srinivasa Prasad;D. Siva Prasad;A. Sandeep;G. Veeraiah;;Condition Monitoring of CNC Machining Using Adaptive Control[J];International Journal of Automation and Computing;2013年03期

8 劉日良;張承瑞;姜宇;王科;;基于MTConnect的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2013年05期

9 李智;汪惠芬;劉婷婷;費(fèi)一正;;面向制造過(guò)程的車間實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2013年03期

10 張愛瑜;趙曉光;張磊;;融合多傳感器信息的數(shù)控機(jī)床故障診斷專家系統(tǒng)開發(fā)[J];機(jī)床與液壓;2012年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 郭志明;基于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與視頻監(jiān)控的機(jī)床故障診斷[D];華中科技大學(xué);2016年

2 沈熠;跨協(xié)議設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];上海大學(xué);2014年

3 俞野秋;基于Modbus和Modbus-TCP協(xié)議的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

4 王光;基于C#的監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

5 高飛;數(shù)控機(jī)床及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];南京航空航天大學(xué);2012年

6 王海濤;基于RS232串口的數(shù)控機(jī)床程序傳輸及狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

7 趙敏;數(shù)控機(jī)床智能化狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[D];西南交通大學(xué);2011年

8 儲(chǔ)曉承;開放式CNC機(jī)床加工過(guò)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

9 鄭貞其;基于MMS和Web Services的FMS混合式控制系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2856982