基于MTConnect的数控设备互联互通技术研究与实现

发布时间：2022-12-21 23:01

　　伴随着互联网技术和制造业技术的快速发展,对数控技术的发展要求越来越高,数控设备的管理向着网络化、智能化的方向发展。尤其是工业4.0战略提出之后,越来越多的设备厂商将研究重点转向了数控设备互联与智能生产方向。但由于目前数控设备种类非常多,不同数控系统的信息表示方式存在很大差异,异构数控设备之间无法直接通信,并且现有的异构设备之间的管理方案很难兼容。因此,行业内出现了很多用于数控设备互联通信的标准协议,包括一些公开的标准和不同厂商自己的标准,这些标准之间并没有形成行业上的统一。为了实现异构数控设备之间的互联互通,需要在这些成熟的协议基础上,建立一种兼容、互联互通且有弹性的架构。基于上述需求,本文分析了目前几种常用协议的技术特点,最终采用美国AMT协会提出的MTConnect协议作为数控设备互联互通的协议基础,并根据MTConnect协议特点提出一种车间通用的设备互联互通框架模型,以实现异构设备之间数据信息的互联互通,促进设备管理的智能化。本文就以下几点进行研究:1.分析MTConnect标准协议,包括其关键技术Agent的工作原理和设备的描述方法。根据MTConnect标准提供的Inter... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 工业4.0与数控系统
        1.2.2 数控设备管理与监控现状
    1.3 数控设备互联互通相关协议
    1.4 课题研究意义
    1.5 研究内容及章节安排
第2章 基于MTConnect的数控设备描述与建模
    2.1 MTConnectAgent
        2.1.1 MTConnectAgent数据存储
        2.1.2 MTConnectAgent资产存储
    2.2 基于MTConnect的设备描述方法
        2.2.1 设备组件的描述方法
        2.2.2 设备数据流的描述方法
        2.2.3 设备错误的描述方法
        2.2.4 设备资产的描述方法
    2.3 基于MTConnect协议交互接口Interface设计
        2.3.1 设备间交互接口设计
        2.3.2 设备与客户端交互接口设计
    2.4 高精数控设备的描述与建模
        2.4.1 高精数控设备的概况
        2.4.2 高精数控设备的MTConnect模型
    2.5 本章小结
第3章 数控设备互联互通框架模型的设计
    3.1 数控设备互联互通网络架构
        3.1.1 “Adapter-Agent”模式
        3.1.2 “设备-Agent-Client”模式
    3.2 Agent架构与功能设计
    3.3 Agent功能实现
    3.4 Agent缓存语义分析
    3.5 Agent与客户端交互流程
    3.6 本章小结
第4章 客户端监控系统的设计
    4.1 监控系统总体设计
    4.2 开发环境的搭建
    4.3 数据库设计
    4.4 监控系统功能模块设计
    4.5 本章小结
第5章 系统实例运行与验证
    5.1 测试环境与系统部署
    5.2 功能验证
    5.3 性能分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]面向CPS架构的数控机床智能监控系统的设计[J]. 毕筱雪,于东,胡毅,刘劲松,郭安.  组合机床与自动化加工技术. 2017(03)
[2]基于ZigBee无线传感网络的数控机床刀具监测系统的设计[J]. 李大胜,周春晖,贺广纯,梁启松.  长春师范大学学报. 2016(04)
[3]基于OPC技术实现西门子数控系统的数据采集[J]. 王帅,胡毅,何平,安涛,张腾飞,郭安.  组合机床与自动化加工技术. 2016(04)
[4]国内外数控系统技术研究现状与发展趋势[J]. 蔡锐龙,李晓栋,钱思思.  机械科学与技术. 2016(04)
[5]基于Agent的数控系统信息集成方法[J]. 陆小虎,于东,胡毅,姚壮.  吉林大学学报(工学版). 2015(06)
[6]数控系统现场总线协议分析系统设计与实现[J]. 赵启杰,尹震宇,高岩.  组合机床与自动化加工技术. 2014(05)
[7]基于MTConnect的数控机床网络化监控技术[J]. 刘日良,张承瑞,姜宇,王科.  计算机集成制造系统. 2013(05)
[8]数控机床数据采集嵌入式适配器设计与开发[J]. 夏志,张洁,张功.  组合机床与自动化加工技术. 2012(05)
[9]数控同步现场总线与CAN总线网关的设计[J]. 刘宝宝,杨东升,刘荫忠,尹振宇.  组合机床与自动化加工技术. 2012(02)
[10]基于网络与状态监测的智能数控技术[J]. 胡世广,王太勇,赵丽,张志强.  计算机工程与应用. 2007(33)

博士论文
[1]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[2]网络化STEP-NC控制器关键技术研究[D]. 王科.山东大学 2012

硕士论文
[1]基于OPC UA的数控机床远程监控系统研究[D]. 谢春秋.兰州理工大学 2017
[2]基于MTConnect的机器人制造单元系统研究与实现[D]. 李杰诚.广东工业大学 2016
[3]面向工业4.0的机床管理系统的研究与开发[D]. 王帅.中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所) 2016
[4]柔性多机器人制造单元调度算法研究[D]. 龙传泽.广东工业大学 2015
[5]车间制造执行系统的研究与开发[D]. 刘韵.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[6]基于智能移动终端的车间管理系统的设计与实现[D]. 罗企.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[7]基于嵌入式适配器的数控机床数据采集与监视系统设计与开发[D]. 夏志.上海交通大学 2012



本文编号：3722940