隨著中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級,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)過程的監(jiān)控、生產(chǎn)任務(wù)的自動管理和生產(chǎn)設(shè)備的高效維護,同時由于其處于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的底層,通過與上層管理系統(tǒng)(MES、ERP等)結(jié)合,達到真正意義上的信息集成,實現(xiàn)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計和制造,對實現(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;同時現(xiàn)場設(shè)備層與過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)動來訪問數(shù)據(jù),造成重復(fù)勞動;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,同時不同的信息層之間應(yīng)當(dāng)定義統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),以實現(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),通過標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型將設(shè)備信息采用統(tǒng)一格式進行描述,實現(xiàn)信息在車間內(nèi)無障礙流通。為實現(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、高擴展性的柔性適配器,可方便進行不同設(shè)備的數(shù)據(jù)采集并實現(xiàn)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換,并針對不同類型的通信協(xié)議進行了柔性適配器的應(yīng)用策略研究。最后在某汽車企業(yè)制造車間進行了方法應(yīng)用,使用柔性適配器進行設(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,組成完整的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),通過車間實際生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)對比,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?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)場生產(chǎn)設(shè)備層??現(xiàn)場設(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、傳感器和一些??定制化設(shè)備等。設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集主要來源于設(shè)備的控制器，其通信接口形式并??不統(tǒng)一，因此實現(xiàn)系統(tǒng)集成的首先任務(wù)是統(tǒng)一不同設(shè)備的對外通信接口，本文通??過使用功能成熟的接口轉(zhuǎn)換模塊來實現(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過程：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、啟動數(shù)據(jù)采集線程、采集并實現(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)計與實現(xiàn)議調(diào)用算法??通道的打開狀態(tài)，在己經(jīng)打開的通道里通過遍歷設(shè)備實例列后判斷此設(shè)備的連接情況，如果連接狀態(tài)異常就重發(fā)檢測柔性適配器會自動斷開連接；如果連接狀態(tài)為正常則啟動數(shù)性采集接口中的數(shù)據(jù)采集函數(shù)進行生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)的采集，采一段時間后重新啟動。通信協(xié)議調(diào)用流程圖如圖３－５所示。??
【參考文獻】

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本文編號：2856982