發(fā)布時(shí)間：2017-11-26 08:15

  本文關(guān)鍵詞：集成車間管控功能的非標(biāo)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：德國于2011年漢諾威工業(yè)博覽會上提出工業(yè)4.0的概念并隨后納入國家發(fā)展戰(zhàn)略,我國也在2015年提出了“中國制造2025”的國家規(guī)劃,但由于我國制造業(yè)的自動化水平還比較弱,在工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù),尤其是“智慧工廠”的實(shí)施上還顯得基礎(chǔ)薄弱。隨著定制化生產(chǎn)逐漸成為新的發(fā)展趨勢,非標(biāo)自動化設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。作為非標(biāo)自動化設(shè)備的大腦,其控制系統(tǒng)和車間管控系統(tǒng)的快速靈活開發(fā)可減少產(chǎn)品的研發(fā)周期,適應(yīng)快速多變的市場需求。當(dāng)前我國非標(biāo)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)平臺與國外相比還有很大差距,尤其體現(xiàn)在支持車間管控功能的控制器以及車間級網(wǎng)絡(luò)化管控系統(tǒng)方面。針對上述所面臨的問題,本文基于遵循IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的CoDeSys軟PLC集成開發(fā)環(huán)境(以下均簡稱‘'CoDeSys")和EtherMAC (Ethernet for Manufacture Automation Control)工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線(以下均簡稱"EtherMAC總線”)對集成車間管控功能的非標(biāo)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(以下均簡稱“開發(fā)平臺”)的功能需求進(jìn)行了分析并對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,給出了一種工業(yè)以太網(wǎng)組件庫分層集成方案以及車間現(xiàn)場的集中管控方案,為智慧工廠在我國現(xiàn)階段情況下的實(shí)施提供了底層控制系統(tǒng)的技術(shù)支持和車間管控系統(tǒng)的實(shí)施方案。開發(fā)平臺在控制器部分主要實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)組件庫及應(yīng)用功能庫與CoDeSys的集成,其中對EtherMAC總線協(xié)議進(jìn)行分析,將工業(yè)以太網(wǎng)總線組件庫設(shè)計(jì)為通信層、接口層和IEC層這三層結(jié)構(gòu),以此將工業(yè)以太網(wǎng)的通信功能、接口功能以及IEC應(yīng)用功能分開,做到低耦合、高內(nèi)聚,并對CoDeSys已有的功能庫進(jìn)行豐富和二次封裝,使其應(yīng)用更加方便靈活；在管控系統(tǒng)部分主要實(shí)現(xiàn)車間管控功能的HMI (Human Machine Interface)組件、數(shù)據(jù)庫組件以及OPC通信組件,用于管控系統(tǒng)的人機(jī)交互、數(shù)據(jù)存取以及管控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。通過以上設(shè)計(jì),可提高控制系統(tǒng)的柔性和可擴(kuò)展性。在控制系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口的支持下,設(shè)計(jì)的車間管控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控和管理,可有效的提高自動化水平和生產(chǎn)效率。為驗(yàn)證本開發(fā)平臺在非標(biāo)自動化控制系統(tǒng)開發(fā)過程中有效性以及穩(wěn)定性,本文基于該平臺開發(fā)了全自動太陽能電池板敷設(shè)設(shè)備的控制系統(tǒng)及其車間管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電池板自動敷設(shè)以及現(xiàn)場多設(shè)備集中管控,證明本文所研究實(shí)現(xiàn)的開發(fā)平臺可有效滿足非標(biāo)自動化控制系統(tǒng)在快速靈活開發(fā)以及車間統(tǒng)一管控方面的需求。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52;TB497

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本文編號：1229143