装备制造关键设备效能无线监测系统前置机设计

发布时间：2020-06-03 20:28

【摘要】：随着装备制造业的快速发展,企业生产规模日益扩大,关键设备的投资不断增加,如何提高设备利用率和生产效率、降低设备能耗,从而增加设备投资经费回报率成为各大企业管理者近年来关注的热点。本论文根据企业的实际需求,以装备制造业关键设备为研究主体,以提供设备效能计算数据为目的,重点对设备效能无线监测系统中间设备——前置机进行设计。本文主要完成了以下几方面工作:1.搭建监测系统整体架构。通过对装备制造关键设备生产工艺流程、无线通信技术以及典型网络拓扑结构的分析,选取能够体现设备效能的电压、电流以及按键状态为监测参数,明确了前置机功能需求,确定了监测网络内采用无线通信与以太网传输相结合的方式实现数据信息的传输。2.提出前置机硬件设计方案。重点设计了主控制器单元、电参量信息采集单元、设备故障报修单元以及数据信息通信单元,实现监测参数的采集、处理以及传输,从而为设备效能的计算和检修策略的制定提供数据依据。除此之外,还设计了显示单元、存储单元以及接口调试单元,并完成了各个单元电路原理图和PCB板图的绘制。3.设计监测网络通信协议。结合厂区车间分布特点,从网络扩展性和稳定性两方面综合考虑,小规模车间采用星型网络拓扑结构,大规模车间采用簇状网络拓扑结构。针对无线信道存在数据冲突的问题,展开介质访问控制机制的研究,确定了无线节点间数据传输方式、监测网络组建过程以及数据传输帧格式。4.完成前置机软件设计与系统测试。介绍系统软件开发环境,并重点设计电参量采集程序、设备故障报修程序和数据通信程序。分别进行硬件调试和软件调试,进行数据采集与传输功能测试以及系统整体测试,证明前置机功能稳定、可靠,满足设计需求。设备效能监测系统的设计不仅能提高设备生产效率和利用率,进行设备能耗的计算,判断设备是否故障,统计设备投资回报率等,还能实现设备的信息化、智能化管理,进而优化装备制造流程,提高企业经济效益。
【图文】：

２．１监测系统总体架构逡逑装备制造关键设备效能无线监测系统分为三个层次：监控中心、前置机和关键设备，逡逑监测系统总体架构如图２．１所示。监控中心由车间监控服务器和管理平台两部分构成，逡逑车间监控服务器通过以太网接收前置机采集的设备运行数据信息，管理平台通过分析统逡逑计监测数据，实现对设备的运行状态监测、生产效能管理、投资效能管理和设备的预防逡逑性维护与故障维修。逡逑前置机是指用于现场的采集与传输装置，它装备制造企业关键设备和监控中心之间逡逑的桥梁，承担了关键设备运行参数的采集、数据信息处理和数据信息传输的任务，通过逡逑车间无线网络将数据信息汇聚到一起，采用以太网将数据传输至监控中心，从而提供设逡逑备效能计算数据，实现对关键设备的智能化管理。逡逑装备制造中的关键设备是指工作于自动化流水生产线的大型设备和联动设备，价格逡逑昂贵的精密设备或者是故障停机损失大的设备。逡逑Ｉ逦邋＇逡逑｜邋监控中心逡逑—？管理平台逦丨逡逑Ｉ逦．．逦：逦

络拓扑结构逡逑拓扑结构如图２．５所示。该网络复杂度比较高，监测区域内每个得监测网络内采集节点到汇聚节点间通信路径具有多样化的特点，，数据的传输，正是因为传输路径的多样化，从而导致网络的可靠络维护方面相对复杂，节点间通信协议程序的设计比较繁琐［２３１。逡逑Ｊ逦＾逦］逦ｃ＜＇５＞邋采集节点逡逑Ｊ逦路由节点逡逑广和）？协调器节点逡逑入逦￣？数据流逡逑图２．５网状网络拓扑结构逡逑Ｆｉｇ．２．５邋Ｍｅｓｈ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｔｏｐｏｌｏｇｙ逡逑
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH16

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本文编号：2695353