面向工业4.0的机床管理系统的研究与开发

发布时间：2017-05-04 00:11

  本文关键词：面向工业4.0的机床管理系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：信息化与工业化融合以及工业4.0发展战略为智能化工业发展提供了广泛的支持,工业制造水平正在逐步提升。车间作为工业制造的基础载体,既为企业的上层管理提供支持,同时又管理车间的加工流程,直观反映了当前工业生产的发展水平。加快车间数字化与信息化管理的建设步伐,依托网络信息技术实现车间机床信息的管理与分析,是实现数字化车间的重要方式。本文从当前车间信息管理的需求分析,通过对OPC工业协议、DDE通信协议以及数控系统二次开发等关键技术的研究,提出一种基于OPC技术的信息采集方案和一种基于DDE通信协议的机床参数修改方案,实现了车间加工信息的网络化管理。为实现车间数控设备的实时信息采集,本文采用多线程与OPC技术作为信息采集的手段,在建立OPC客户程序与数控设备的DCOM通讯连接的基础上,为每台数控设备开辟一条线程读取OPC服务器中的信息,实现跨平台的数据采集;同时辅以断网重连机制与数据校验机制,保证信息采集的持续性和有效性。为实现远程控制数控系统变量信息,本文对数控系统进行二次开发,以第三方软件为媒介实现对数控设备的控制。第三方软件作为TCP的客户端接收来自车间管理系统的控制命令并进行解析,通过NCDDE服务器修改本地数控系统NC数据块和PLC的内容信息,实现对数控设备的远程控制。本文实现了车间信息采集和数控设备远程控制,解决了车间传统信息管理方式存在的问题,为实现车间的信息化管理和数字化车间生产提供了方法。
【关键词】：数控信息采集 OPC技术 DDE协议 数控设备通讯
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 引言9-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题背景11
• 1.2 课题主要研究内容及意义11-13
• 1.2.1 课题主要研究内容11-12
• 1.2.2 课题研究工作意义12-13
• 1.3 国内外本学科领域的发展现状与趋势13-14
• 1.3.1 国内外发展现状13-14
• 1.3.2 国内外发展趋势14
• 1.4 本章小结14-16
• 第二章 机床管理系统组成和关键技术分析16-23
• 2.1 机床管理系统组成16
• 2.2 OPC技术16-20
• 2.3 数控系统二次开发20-22
• 2.3.1 数控系统HMI二次开发20
• 2.3.2 DDE协议20-22
• 2.4 技术难点分析解决22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 OPC数据采集服务器的设计与实现23-37
• 3.1 关键问题分析23
• 3.2 DCOM通讯23-25
• 3.2.1 DCOM通讯原理24-25
• 3.2.2 DCOM通信配置25
• 3.3 OPC数据采集流程25-27
• 3.3.1 OPC工作原理25-26
• 3.3.2 OPC工作流程26-27
• 3.4 多线程数据采集模型27-30
• 3.4.1 线程池技术27-29
• 3.4.2 数据采集并发模型29-30
• 3.4.3 多线程系统采集30
• 3.5 采集服务器开发30-35
• 3.5.1 系统软件框架31
• 3.5.2 机床数据项与实时数据对应关系31-32
• 3.5.3 数据组织模型32-34
• 3.5.4 采集模块的实现34-35
• 3.5.5 采集中遇到的问题及解决35
• 3.6 本章小结35-37
• 第四章 远程控制服务器的设计与实现37-51
• 4.1 关键问题分析37
• 4.2 HMI界面二次开发37-41
• 4.2.1 机床界面设计37-38
• 4.2.2 VB实现机床界面开发38-41
• 4.2.3 第三方软件嵌入41
• 4.3 TCP信息安全传输41-44
• 4.3.1 AES加密算法42-43
• 4.3.2 BCC校验码43
• 4.3.3 控制命令传输模式43-44
• 4.4 远程控制实现44-47
• 4.4.1 TCP服务器开发44-46
• 4.4.2 NC数据本地写入46-47
• 4.4.3 PLC数据本地修改47
• 4.5 机床状态控制服务器开发47-49
• 4.5.1 控制服务器总体设计47-48
• 4.5.2 控制命令介绍48
• 4.5.3 控制数据库设计48-49
• 4.5.4 控制服务器开发49
• 4.6 本章小结49-51
• 第五章 系统测试51-56
• 5.1 测试平台51
• 5.2 系统测试51-55
• 5.2.1 采集模块测试51-54
• 5.2.2 远程控制模块测试54-55
• 5.3 系统分析55
• 5.4 本章小结55-56
• 结束语56-58
• 参考文献58-60
• 发表文章60-61
• 致谢61

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