本文關(guān)鍵詞：物流裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《蘭州交通大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：現(xiàn)代物流要求物流裝備能高速、可靠地自動傳輸和處理物質(zhì)流和信息流,并能適應(yīng)靈活變化的處理工藝。這要求物流裝備具有多種功能和模式;多個單元裝備聯(lián)合構(gòu)成裝備機組并協(xié)同工作;實現(xiàn)與生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)和物流信息系統(tǒng)的實時通信;裝備系統(tǒng)具有能適應(yīng)工藝變化的“柔性”。而先進裝備制造企業(yè)不愿公開控制和監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)合物流裝備控制和監(jiān)控領(lǐng)域的系統(tǒng)化開發(fā)方法和工程技術(shù)研究成果較少等因素制約了我國物流裝備的發(fā)展。在物流裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)中,若不能正確選擇和創(chuàng)新相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),將導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)時間增長、軟硬件成本上升,甚至由于功能和性能達不到要求而導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)失敗。物流裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)可自底向上垂直分層為單元裝備控制層、裝備機組控制層和裝備監(jiān)控層。論文按上述順序,論述裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)中的幾項關(guān)鍵技術(shù)。物流裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)硬件通過網(wǎng)絡(luò)化集成構(gòu)成分層系統(tǒng)架構(gòu)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化集成的關(guān)鍵點是選擇合適的網(wǎng)絡(luò)類型和協(xié)議,以滿足不同層的通信需求。物流裝備控制層通信的特點是通信實時性要求較高、數(shù)據(jù)量中等;監(jiān)控層需集成多種信息設(shè)備終端,通信數(shù)據(jù)量大、實時性要求較低、設(shè)備間隨機性通信多于周期性通信。為此,采用有鏈接的自動周期性交換數(shù)據(jù)的現(xiàn)場總線和協(xié)議集成單元裝備控制和物流機組控制層硬件;采用基于服務(wù)器--客戶機應(yīng)答式通信協(xié)議集成物流裝備監(jiān)控層設(shè)備。論文給出了在監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中集成多個信息設(shè)備時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實時性的校核和一個典型的自動化倉庫監(jiān)控及管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成實例。在單元裝備控制軟件開發(fā)層面,針對傳統(tǒng)狀態(tài)圖分析建模方法存在系統(tǒng)分析不完全以及子模塊間耦合強的問題,提出了面向任務(wù)的單元裝備控制軟件系統(tǒng)層次化分析與建模方法。提出以周期控制任務(wù)、全局實時任務(wù)、異步并發(fā)任務(wù)擴展狀態(tài)圖模型,解耦的多任務(wù)通過任務(wù)調(diào)度和任務(wù)間通信實現(xiàn)綜合。同時,結(jié)合可編程序控制器國家標準給出了擴展模型中各種任務(wù)的封裝、嵌套和調(diào)度方法,并通過實例系統(tǒng)展示了該方法的可行性,應(yīng)用表明該方法提高了控制系統(tǒng)實時性。分布式物流裝備機組由多個單元裝備構(gòu)成,其控制軟件的復(fù)雜性源于單元裝備數(shù)量和多單元裝備間協(xié)調(diào)作業(yè)的需求,以及系統(tǒng)的“柔性”功能需求。為簡化控制軟件開發(fā)的復(fù)雜性,在一個多工位處理、多路徑可配置大型貨物輸送及處理機組控制系統(tǒng)開發(fā)中引進了對象技術(shù)和軟件架構(gòu)技術(shù),建立了易于擴展的層次化控制軟件模型。在輸送機組控制軟件底層,應(yīng)用面向任務(wù)的單元裝備控制軟件分析與建模方法設(shè)計控制器模塊;在機組控制軟件中層,把單元裝備控制模塊封裝為控制器對象;控制軟件頂層采用了管道--過濾器模式軟件架構(gòu)實現(xiàn)系統(tǒng)綜合。應(yīng)用表明對象技術(shù)和軟件架構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用提高了控制系統(tǒng)實時性并實現(xiàn)了輸送機組的“柔性”。在物流裝備監(jiān)控層面,論文分析指出物流裝備監(jiān)控與一般過程控制的監(jiān)控系統(tǒng)的不同處在于系統(tǒng)需要跟蹤物流處理流程和貨物信息,以及由于物流裝備的移動性而導(dǎo)致監(jiān)控計算機與裝備控制系統(tǒng)間的通信有時會中斷。為了降低系統(tǒng)對監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的實時性要求、降低監(jiān)控與控制系統(tǒng)耦合度、提高系統(tǒng)可用性,設(shè)計了代理參與的物流裝備監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)。論文最后介紹了基于控制及信息協(xié)議的應(yīng)用于多工位處理、多路徑可配置貨物輸送及處理機組監(jiān)控系統(tǒng)的通信軟件的開發(fā)。論文研究結(jié)合物流裝備領(lǐng)域特點,研究解決了幾個物流裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵點和難點,提出了單元裝備、裝備機組、系統(tǒng)監(jiān)控三個層次上的物流裝備控制和監(jiān)控系統(tǒng)軟件架構(gòu),并總結(jié)和提煉了相應(yīng)的系統(tǒng)和子系統(tǒng)開發(fā)方法。研究提出的技術(shù)和方法已在航空貨運處理中心貨物處理系統(tǒng)、航空食品物流等系統(tǒng)的裝備和監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用和驗證。這些方法的應(yīng)用提高了裝備系統(tǒng)的實時性和可靠性、提高了系統(tǒng)開發(fā)效率并降低了系統(tǒng)硬件成本。
[Abstract]:This paper discusses several key technologies in the development of logistics equipment control and monitoring system . The key point of logistics equipment control and monitoring system is to select proper network types and protocols to meet the communication requirements of different layers . This paper studies the key points and difficulties in the development of logistics equipment control and monitoring system based on multi - path configurable goods conveying and monitoring system . The paper studies the key points and difficulties in the development of logistics equipment control and monitoring system . The application and verification of the system and subsystem are put forward . The application of these methods has improved the real - time and reliability of equipment system , raised the system development efficiency and reduced the hardware cost of the system .

【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP277;TP273

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本文編號：1372871