ICICOS工業(yè)云智能控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-04 02:18
隨著智能化的發(fā)展需要,傳統(tǒng)的PLC難以跨平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接及互訪,數(shù)據(jù)的傳輸成為智能化發(fā)展的障礙;隨著客戶訂單的多樣化、個(gè)性化及小規(guī);,生產(chǎn)系統(tǒng)越來越向柔性化發(fā)展(即同一條生產(chǎn)線可以根據(jù)不同的訂單,生產(chǎn)不同的產(chǎn)品),而傳統(tǒng)的硬件PLC,要實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、訂制化的生產(chǎn)任務(wù),則面臨漫長(zhǎng)的程序下載和調(diào)試過程。因此本文提出把現(xiàn)有的自動(dòng)化控制系統(tǒng)搬遷到云計(jì)算大數(shù)據(jù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化向智能化的升級(jí)。本文提出的ICICOS系統(tǒng)是把現(xiàn)有的自動(dòng)化控制系統(tǒng)搬遷到云計(jì)算大數(shù)據(jù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化向智能化的升級(jí)。ICICOS工業(yè)云智能控制系統(tǒng)依據(jù)Matiec項(xiàng)目、OpenPLC組織、Beremiz項(xiàng)目二次開發(fā),創(chuàng)新性地把該項(xiàng)目開發(fā)集成到Docker容器云當(dāng)中,豐富了國(guó)內(nèi)IEC61131-3編程開發(fā)的研究思路,本文的具體工作和貢獻(xiàn)在于:第一,通過在Docker云計(jì)算端開發(fā)PLC核心系統(tǒng),通過TCP/IP Modbus協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)硬件通信,實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域,不同地域,各類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和傳輸控制。第二,控制的內(nèi)核被置于云平臺(tái)中,提出通過通信協(xié)議把控制邏輯下發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)嵌入式硬件系統(tǒng)中,保證了數(shù)據(jù)的一致性。并以WEB網(wǎng)頁(yè)方式實(shí)現(xiàn)程...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?PLC虛擬化演進(jìn)ICICOS的過程??
似于計(jì)算機(jī)編程的流程圖。順序功能圖是一種較新的編程方法,可以展示繼電器??控制電路的核心流程。??用例圖如圖2-2所示。??Z?丨??Incljide???/???,,?FH)功能塊圖)??X<Ij^c-KrJe>>?^??V?X?^_+——V:V^????/?/V___y?<<In^e>>v/^ ̄"N??順序流程??普通程序員/??^?旦n-—??Q?Xv^'?^??InC4iide??^???ST結(jié)離文本?^??核功??高級(jí)程序員?\?^???智能算法pAp?M〇(Jbus協(xié)議??\????InglOde??J^====^f??態(tài)接時(shí)網(wǎng)絡(luò)??圖2-2程序員用例圖??普通程序員是分配用戶時(shí)的默認(rèn)角色,他們承擔(dān)邏輯程序的開發(fā)工作,具有??監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)用五種編程語言實(shí)現(xiàn)程序開發(fā)功能。??高級(jí)程序員是系統(tǒng)建立時(shí)指定的特別角色,屬root級(jí)用戶角色,具有硬件??底層的深度開發(fā)功能。一方面通過內(nèi)核擴(kuò)展可以不斷增加ICICOS的功能,另一??方面,通過特殊功能模塊的專訪,可以方便地接入人工智能算法模塊,完成諸如??語音識(shí)別、圖象識(shí)別等深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征識(shí)別。??高級(jí)程序員進(jìn)行文本化編程功能的用例描述
發(fā)到現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集控制中心。數(shù)據(jù)采集控制中心通過工業(yè)總線、IO模塊實(shí)現(xiàn)工??為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與傳輸控制。??5.離線工作性。系統(tǒng)共設(shè)計(jì)為兩層,分別為民用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)層及工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)??絡(luò)層,由于民用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較差,經(jīng)常容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷現(xiàn)象,所以現(xiàn)地?cái)?shù)??據(jù)采集控制中心應(yīng)當(dāng)具備脫立云端數(shù)據(jù)采集控制中心獨(dú)立工作的能力,所有的自??動(dòng)控制程序與指令不應(yīng)受到民用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)的延遲或斷線影響。??3.2系統(tǒng)的總體技術(shù)架構(gòu)??ICICOS工業(yè)云智能控制系統(tǒng)平臺(tái)既兼顧了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定性,又兼顧了系??統(tǒng)的管理性。云端的數(shù)據(jù)采集控制中心由Docker容器云平臺(tái)構(gòu)建,方便快速部??署與移植;現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集控制中心由嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及硬件平臺(tái)構(gòu)成,通??過各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)傳感器、控制器、執(zhí)行器的連接,可通過各類IO??實(shí)現(xiàn)模擬量、數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集及傳輸控制。其總體架構(gòu)如圖3-1所示。??|??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]移動(dòng)邊緣計(jì)算中的計(jì)算卸載和資源管理方案[J]. 李邱蘋,趙軍輝,貢毅. 電信科學(xué). 2019(03)
[2]工業(yè)控制裝置可編程邏輯控制器(PLC)自主創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 岳秀江,孫潔香. 自動(dòng)化博覽. 2018(10)
[3]一種針對(duì)GPU資源的深度學(xué)習(xí)容器云研究[J]. 肖熠,魯永泉,謝思燁. 中國(guó)傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[4]全國(guó)人大代表周云杰:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)定會(huì)成為第四次工業(yè)革命的核心[J]. 姚冬琴. 中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊. 2017(10)
[5]第三次工業(yè)革命與工業(yè)智能化[J]. 賈根良. 中國(guó)社會(huì)科學(xué). 2016(06)
[6]支撐智能制造的PLCopen規(guī)范和技術(shù)[J]. 彭瑜. 自動(dòng)化儀表. 2015(10)
[7]工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):比較、啟示與應(yīng)對(duì)策略[J]. 楊帥. 當(dāng)代財(cái)經(jīng). 2015(08)
[8]工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和“兩化”深度融合的比較研究[J]. 胡晶. 學(xué)術(shù)交流. 2015(01)
[9]基于PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王翰,宋寶,唐小琦. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[10]基于Flex與Bison的軟PLC編譯模塊的研究[J]. 王亞男,陳嬋娟. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2011(17)
本文編號(hào):3567457
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?PLC虛擬化演進(jìn)ICICOS的過程??
似于計(jì)算機(jī)編程的流程圖。順序功能圖是一種較新的編程方法,可以展示繼電器??控制電路的核心流程。??用例圖如圖2-2所示。??Z?丨??Incljide???/???,,?FH)功能塊圖)??X<Ij^c-KrJe>>?^??V?X?^_+——V:V^????/?/V___y?<<In^e>>v/^ ̄"N??順序流程??普通程序員/??^?旦n-—??Q?Xv^'?^??InC4iide??^???ST結(jié)離文本?^??核功??高級(jí)程序員?\?^???智能算法pAp?M〇(Jbus協(xié)議??\????InglOde??J^====^f??態(tài)接時(shí)網(wǎng)絡(luò)??圖2-2程序員用例圖??普通程序員是分配用戶時(shí)的默認(rèn)角色,他們承擔(dān)邏輯程序的開發(fā)工作,具有??監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)用五種編程語言實(shí)現(xiàn)程序開發(fā)功能。??高級(jí)程序員是系統(tǒng)建立時(shí)指定的特別角色,屬root級(jí)用戶角色,具有硬件??底層的深度開發(fā)功能。一方面通過內(nèi)核擴(kuò)展可以不斷增加ICICOS的功能,另一??方面,通過特殊功能模塊的專訪,可以方便地接入人工智能算法模塊,完成諸如??語音識(shí)別、圖象識(shí)別等深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征識(shí)別。??高級(jí)程序員進(jìn)行文本化編程功能的用例描述
發(fā)到現(xiàn)地?cái)?shù)據(jù)采集控制中心。數(shù)據(jù)采集控制中心通過工業(yè)總線、IO模塊實(shí)現(xiàn)工??為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與傳輸控制。??5.離線工作性。系統(tǒng)共設(shè)計(jì)為兩層,分別為民用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)層及工業(yè)實(shí)時(shí)網(wǎng)??絡(luò)層,由于民用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較差,經(jīng)常容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷現(xiàn)象,所以現(xiàn)地?cái)?shù)??據(jù)采集控制中心應(yīng)當(dāng)具備脫立云端數(shù)據(jù)采集控制中心獨(dú)立工作的能力,所有的自??動(dòng)控制程序與指令不應(yīng)受到民用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)的延遲或斷線影響。??3.2系統(tǒng)的總體技術(shù)架構(gòu)??ICICOS工業(yè)云智能控制系統(tǒng)平臺(tái)既兼顧了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定性,又兼顧了系??統(tǒng)的管理性。云端的數(shù)據(jù)采集控制中心由Docker容器云平臺(tái)構(gòu)建,方便快速部??署與移植;現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集控制中心由嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及硬件平臺(tái)構(gòu)成,通??過各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)傳感器、控制器、執(zhí)行器的連接,可通過各類IO??實(shí)現(xiàn)模擬量、數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集及傳輸控制。其總體架構(gòu)如圖3-1所示。??|??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]移動(dòng)邊緣計(jì)算中的計(jì)算卸載和資源管理方案[J]. 李邱蘋,趙軍輝,貢毅. 電信科學(xué). 2019(03)
[2]工業(yè)控制裝置可編程邏輯控制器(PLC)自主創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 岳秀江,孫潔香. 自動(dòng)化博覽. 2018(10)
[3]一種針對(duì)GPU資源的深度學(xué)習(xí)容器云研究[J]. 肖熠,魯永泉,謝思燁. 中國(guó)傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[4]全國(guó)人大代表周云杰:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)定會(huì)成為第四次工業(yè)革命的核心[J]. 姚冬琴. 中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊. 2017(10)
[5]第三次工業(yè)革命與工業(yè)智能化[J]. 賈根良. 中國(guó)社會(huì)科學(xué). 2016(06)
[6]支撐智能制造的PLCopen規(guī)范和技術(shù)[J]. 彭瑜. 自動(dòng)化儀表. 2015(10)
[7]工業(yè)4.0與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):比較、啟示與應(yīng)對(duì)策略[J]. 楊帥. 當(dāng)代財(cái)經(jīng). 2015(08)
[8]工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和“兩化”深度融合的比較研究[J]. 胡晶. 學(xué)術(shù)交流. 2015(01)
[9]基于PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王翰,宋寶,唐小琦. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[10]基于Flex與Bison的軟PLC編譯模塊的研究[J]. 王亞男,陳嬋娟. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2011(17)
本文編號(hào):3567457
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