【摘要】：隨著德國(guó)“工業(yè)4.0”的提出,中國(guó)制造“2025”的國(guó)家戰(zhàn)略方針的制定,工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化車間生產(chǎn)成為主流,物料輸送系統(tǒng)作為智能車間的輸送大動(dòng)脈,對(duì)于整個(gè)智能化工廠的高效運(yùn)行至關(guān)重要。目前,根據(jù)國(guó)內(nèi)外最新研究現(xiàn)狀表明當(dāng)前物料輸送系統(tǒng)在多源數(shù)據(jù)信息采集方式、數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)化等方面還存在著諸多不足,無法滿足當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)智能、實(shí)時(shí)、高效以及大數(shù)據(jù)處理與分析等要求。為解決這些問題,本文針對(duì)智能物料輸送系統(tǒng)中的感知、互聯(lián)、互通三個(gè)關(guān)鍵層面進(jìn)行深入研究,并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、OPC UA等技術(shù)來共同實(shí)現(xiàn)車間物物互聯(lián)、互通、互操作等特性,提高當(dāng)前物料輸送系統(tǒng)的智能化管控水平。本文首先針對(duì)智能物料輸送系統(tǒng)中的多種感知進(jìn)行了分析與比較,并以物料輸送線為研究對(duì)象,提出了一種面向工位信息的RFID數(shù)據(jù)提取方法以及基于OPC的PLC輸送線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集方法,并結(jié)合視頻監(jiān)控技術(shù),開發(fā)了基于多源信息的智能感知系統(tǒng);其次,本文以離散物料輸送系統(tǒng)為對(duì)象,提出了多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案,著力解決設(shè)備水平通信的難題,包括面向多AGV輸送子系統(tǒng)的ZigBee自組網(wǎng)絡(luò),提出了Cobweb組網(wǎng)與4G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的電機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),開發(fā)出一套基于物聯(lián)技術(shù)的PLC與CAN總線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)同調(diào)度輸送系統(tǒng);再次,以O(shè)PC UA技術(shù)為基礎(chǔ),面向智能物料輸送系統(tǒng)中的多協(xié)議設(shè)備接口難以集成垂直通訊的難題,開發(fā)出一款嵌入式OPC UA智能網(wǎng)關(guān),該網(wǎng)關(guān)集成多種網(wǎng)絡(luò)接口,并能夠?qū)悩?gòu)網(wǎng)絡(luò)中的多種協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的OPC UA協(xié)議規(guī)范,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,并供上層OPC UA客戶端使用,進(jìn)而使得智能物料輸送系統(tǒng)的設(shè)備信息更好實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。最后,在完成上述三個(gè)層面的系統(tǒng)硬件及相關(guān)軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合三維虛擬可視化監(jiān)控技術(shù),視頻監(jiān)控技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了多維感知互聯(lián)可視化監(jiān)控原型系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),驗(yàn)證了該原型系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的可行性和有效性。
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文是完成控制決策、數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用層，，通過與企業(yè)的具體應(yīng)用場(chǎng)合的深源管理系統(tǒng)(Enterprise Resources Planning, ERP)以及制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manustem, MES)、云計(jì)算等技術(shù)，來完成設(shè)備間的智能感知互聯(lián)，如圖 1.1 所示感知層作為整個(gè)系統(tǒng)中最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，對(duì)于應(yīng)用層的控制決策起到至關(guān)重國(guó)內(nèi)外均對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中的底層感知技術(shù)進(jìn)行了大量的探索與研究，主要集中在

面向智能物料輸送系統(tǒng)的感知互聯(lián)互通技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)個(gè)萬億元級(jí)的通信產(chǎn)業(yè),假設(shè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)完全構(gòu)成,物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)值會(huì)比互聯(lián)網(wǎng)大倍。目前,物聯(lián)網(wǎng)已列入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,政府高度重視,中國(guó)“十二五”規(guī)劃己經(jīng)明確提出,物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、國(guó)防軍事等十大領(lǐng)域重點(diǎn)部署。桂健等人為了保障異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠順利接入互聯(lián)網(wǎng)，便于對(duì)整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集中控制與管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，研發(fā)出了一款能夠兼容多種通訊方式的智能網(wǎng)關(guān)，讓多種不同協(xié)議數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通[21]；張力展等人提出了基于 OPC-UA 的管控一體化研究，重點(diǎn)研究了 OPC(OLE for Process Control)基金會(huì)的 OPC UA 規(guī)范，揭示了該規(guī)范在現(xiàn)代信息的全集成中跨網(wǎng)絡(luò)，跨平臺(tái)以及信息集成的可靠性、安全性等方面相對(duì)于現(xiàn)有 OPC 規(guī)范的巨大優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于現(xiàn)有的利用 OPC XML 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信過程中，在單位時(shí)間內(nèi)所讀取的數(shù)據(jù)項(xiàng)個(gè)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于基于 COM/DCOM 技術(shù) 2 個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但是 OPC UA 卻擁有諸多通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，打破了這個(gè)通信壁壘，保證了數(shù)據(jù)安全、可靠、高效的傳輸，提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行性能以及較好的互操作性，如圖 2 所示為具備垂直分層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多協(xié)議轉(zhuǎn)換的制造物聯(lián)傳輸網(wǎng)絡(luò)，充分體現(xiàn)了多協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[22]。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2702443