面向MES的离散制造车间SCADA系统设计开发
本文关键词: 制造执行系统 离散制造 数字化车间 数据采集与监控 出处:《南京理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着德国"工业4.0"概念的提出,智能制造成为全球制造业的研究热点,为此我国制定了以两化融合为主线的"中国制造2025"计划,旨在完成制造业向智能制造的升级,这正是突破传统MES在离散制造业中应用瓶颈的良好契机。为此本文以MES相关技术作为支撑,对MES在离散制造业数字化车间中的应用进行了研究。本文阐述了 MES当前的发展现状和存在的问题,结合智能制造时代背景提出了数字化车间中的MES框架,并对面向MES的车间SCADA系统进行深入研究。应用UML建模技术建立了 SCADA系统的环境监控、设备监控、生产进度监控、质量监控等功能模型,对车间SCADA系统的数据采集、数据分析处理、数据通信进行了分析和设计,包括利用条码自动扫描技术实现产品生产进度的跟踪,利用镶嵌宏指令、OPC技术等实现设备状态数据采集,运用Modbus协议实现基于智能仪表的环境参数采集,给出设备信息、生产进度信息、质量信息的分析处理方法,并设计了基于TCP/IP的车间SCADA的通信协议,包括通信规约、电文种类、电文格式、电文传输流程、电文校验等方面。最后本文结合应用企业齿轮加工车间特点,在.NET平台下利用Visual Studio 2015开发工具对面向MES的车间SCADA系统进行开发,实现了车间环境监控、车间设备监控、生产进度监控、质量监控、数据查询和统计分析功能,推进了应用企业数字化车间建设进程。
[Abstract]:With the concept of "industry 4.0" put forward in Germany, intelligent manufacturing has become the research hotspot of global manufacturing industry. For this reason, China has formulated the "made in China 2025" plan with the integration of the two industries as the main line. In order to complete the upgrading of manufacturing industry to intelligent manufacturing, this is a good opportunity to break through the bottleneck of traditional MES application in discrete manufacturing. Therefore, this paper is supported by MES related technology. The application of MES in the digital workshop of discrete manufacturing industry is studied. The present development status and existing problems of MES are described in this paper. Combined with the background of intelligent manufacturing era, this paper puts forward the MES framework in digital workshop. The environment monitoring, equipment monitoring and production schedule monitoring of SCADA system are established by using UML modeling technology. Quality monitoring and other functional models, the workshop SCADA system data acquisition, data analysis and processing, data communication analysis and design, including the use of barcode automatic scanning technology to track the progress of production. The data acquisition of equipment status is realized by using embedded macro instruction and OPC technology, and the environment parameter collection based on intelligent instrument is realized by using Modbus protocol. The equipment information and production progress information are given. The analysis and processing method of quality information, and design the communication protocol of workshop SCADA based on TCP/IP, including communication protocol, message type, message format, message transmission flow. Finally, this paper combines the characteristics of the gear processing workshop of the application enterprise. In the .NET platform, the workshop SCADA system oriented to MES is developed by using the Visual Studio 2015 development tool, and the workshop environment monitoring and workshop equipment monitoring are realized. Production progress monitoring, quality monitoring, data query and statistical analysis function, to promote the application of digital workshop construction process.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP311.52
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