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面向智能物料输送系统的感知互联互通技术研究与实现

发布时间:2020-06-08 03:09
【摘要】:随着德国“工业4.0”的提出,中国制造“2025”的国家战略方针的制定,工业领域实现数字化车间生产成为主流,物料输送系统作为智能车间的输送大动脉,对于整个智能化工厂的高效运行至关重要。目前,根据国内外最新研究现状表明当前物料输送系统在多源数据信息采集方式、数据处理与转发、数据信息标准化等方面还存在着诸多不足,无法满足当今工业生产智能、实时、高效以及大数据处理与分析等要求。为解决这些问题,本文针对智能物料输送系统中的感知、互联、互通三个关键层面进行深入研究,并结合物联网技术、OPC UA等技术来共同实现车间物物互联、互通、互操作等特性,提高当前物料输送系统的智能化管控水平。本文首先针对智能物料输送系统中的多种感知进行了分析与比较,并以物料输送线为研究对象,提出了一种面向工位信息的RFID数据提取方法以及基于OPC的PLC输送线实时数据采集方法,并结合视频监控技术,开发了基于多源信息的智能感知系统;其次,本文以离散物料输送系统为对象,提出了多种异构网络互联方案,着力解决设备水平通信的难题,包括面向多AGV输送子系统的ZigBee自组网络,提出了Cobweb组网与4G网络互联的电机远程监控技术,开发出一套基于物联技术的PLC与CAN总线网络互联协同调度输送系统;再次,以OPC UA技术为基础,面向智能物料输送系统中的多协议设备接口难以集成垂直通讯的难题,开发出一款嵌入式OPC UA智能网关,该网关集成多种网络接口,并能够将异构网络中的多种协议数据转化为统一的OPC UA协议规范,实现数据标准化,并供上层OPC UA客户端使用,进而使得智能物料输送系统的设备信息更好实现互联互通。最后,在完成上述三个层面的系统硬件及相关软件设计的基础上,结合三维虚拟可视化监控技术,视频监控技术等实现了多维感知互联可视化监控原型系统软件设计,验证了该原型系统方案设计的可行性和有效性。
【图文】:

物料输送系统,控制决策


南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文是完成控制决策、数据可视化的应用层,,通过与企业的具体应用场合的深源管理系统(Enterprise Resources Planning, ERP)以及制造执行系统(Manustem, MES)、云计算等技术,来完成设备间的智能感知互联,如图 1.1 所示感知层作为整个系统中最为基础的环节,对于应用层的控制决策起到至关重国内外均对物联网中的底层感知技术进行了大量的探索与研究,主要集中在

拓扑结构图,拓扑结构,互联互通,互联网


面向智能物料输送系统的感知互联互通技术研究与实现个万亿元级的通信产业,假设物联网网络完全构成,物联网的产值会比互联网大倍。目前,物联网已列入国家发展战略,政府高度重视,中国“十二五”规划己经明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、国防军事等十大领域重点部署。桂健等人为了保障异构网络能够顺利接入互联网,便于对整个传输网络实现集中控制与管理,进而实现多个设备之间的互联互通,研发出了一款能够兼容多种通讯方式的智能网关,让多种不同协议数据的网络可以实现互联互通[21];张力展等人提出了基于 OPC-UA 的管控一体化研究,重点研究了 OPC(OLE for Process Control)基金会的 OPC UA 规范,揭示了该规范在现代信息的全集成中跨网络,跨平台以及信息集成的可靠性、安全性等方面相对于现有 OPC 规范的巨大优势,特别是对于现有的利用 OPC XML 技术来实现对互联网的数据通信过程中,在单位时间内所读取的数据项个数远远少于基于 COM/DCOM 技术 2 个数量级以上,但是 OPC UA 却拥有诸多通讯技术的优势,打破了这个通信壁垒,保证了数据安全、可靠、高效的传输,提高了整个系统的运行性能以及较好的互操作性,如图 2 所示为具备垂直分层拓扑结构的多协议转换的制造物联传输网络,充分体现了多协议数据转换实现设备互联互通的系统网络架构[22]。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH22

【参考文献】

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本文编号:2702443

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