基于信息采集系统的冲压车间能量建模与仿真分析
发布时间：2022-02-10 02:07
冲压行业在制造业中占据着重要的基础地位,降低其能量消耗和提高能量利用率对制造业的可持续发展具有重大的意义。在生产过程中,冲压车间能量消耗高、能量利用率低,节能的潜力很大。能量仿真技术作为一种面向能量的仿真技术,通过对仿真结果的评价与分析能够很好地对不同生产方案进行评估从而发现企业能源消耗的薄弱点。通过能量仿真选择较优的生产解决方案,并结合企业管理优化和技术革新能够实现企业能量利用效率的提高。目前,冲压车间能量仿真方面的研究仍比较匮乏。此外,能量仿真分析需要大量数据作为基础,而当前冲压车间信息采集管理方面也存在一定的缺失。因此,本文围绕着冲压车间能量仿真评价展开研究,并搭建数据采集系统。首先,确定了冲压车间的系统边界,并分析了冲压车间的生产特点和能耗特点,在此基础上参考冲压车间能耗分类和能量消耗原理建立冲压车间能量消耗模型,为冲压车间能量仿真提供能量计算依据。同时,介绍了离散事件仿真的概念及仿真软件,确立了冲压车间能量仿真的目标,并依据车间生产流程搭建车间仿真模型。此外,从生产效率和能量效率两方面提出仿真结果的分析指标,为仿真结果的比较提供依据。其次,考虑到冲压车间信息采集的复杂性,结合...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国能源消费总量及其同比增速Fig1.1Thetotalenergyconsumptionanditsyear-on-yeargrowthrateofChina
且能源消费总量和进口总额在逐年稳步上升[2]，我国的能源消费总量情况和主要能源进口量如图 1.1 和图1.2 所示。制造业是与国计民生息息相关的支柱性产业，制造活动在将资源转变成产品的过程中必然存在巨大的能源消耗，EIA 的研究表明工业领域的能源消费约占全世界能源消费总量的一半[1]，国际能源署的研究表明制造业的能源消费占全球能源消费总量的近 1/3[3]。根据中国国家统计局的统计数据，2016 年制造业能源消费量占能源消费总量的 55.65%[2]。由此可见，制造业是目前中国能源消费的主要行业之一，实现制造业的节能减排对实现环境友好的可持续发展具有重要的作用。制造业的节能研究方面，国内外学者的注意力长期集中在钢铁、铸造等高耗能行业及易于分析的连续制造业，导致离散制造业的相关研究不足。大量的统计数据表明，机床等离散制造装备的能量利用效率普遍低于 30%[4]，液压成形装备的平均能量利用率更低至 10%以下[5]。此外，离散制造业占我国制造业的比重大、离散制造装备保有量大，截止到 2014 年，我国金属成形机床保有量为 230 万台[6]
合肥工业大学学术硕士研究生学位论文删、查、改四种，分别由相应的 SQL 语句实现。数据库部分操作程序在 Python 环境下的代码如附录 1 所示。4.5.2 数据采集模块实现数据采集端设备信息获取主要包含多功能电表信息采集、PLC 数据读取和RFID 标签数据读取三个方面。数据采集端编程采用 Python 3.6 编程。本文选择的多功能电表采用基于 RS485 总线的 Modbus-RTU 进行通信；西门子 s7-1200 PLC 支持 TCP/IP 通信协议，通过自带的 RJ45 接口能够实现与车间局域网联网。参考各设备说明书中的相应通信指导和数据存储地址，在 Python 3.6 语言下编写相应的通信程序代码，具体代码见附录 2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压车间生产系统仿真平台研究[J]. 姜根成,汤槟. 物流技术. 2018(07)
[2]校园建筑设计能耗优化监测仿真研究[J]. 孙恒. 计算机仿真. 2017(10)
[3]基于VRML的锯片车间物流仿真优化研究[J]. 杜宝江,杜秋雨,倪佳伟,王衍昊. 电子科技. 2017(03)
[4]全自动冲压生产线组网及分布式监控系统设计[J]. 肖本海,郑莹娜,邹世鹏,肖小亭,程永奇. 机床与液压. 2016(07)
[5]自动化技术在冲压生产中的应用及发展趋势[J]. 王晓辉. 科技与企业. 2014(08)
[6]制造车间信息采集技术的研究与应用[J]. 张蕾. 机械设计与制造工程. 2014(04)
[7]能量有效的离散制造系统研究综述[J]. 王峻峰,李世其,刘继红. 机械工程学报. 2013(11)
[8]基于RFID的离散制造车间实时数据采集系统的设计与实现[J]. 张洋洋,陈进. 江南大学学报(自然科学版). 2013(01)
[9]基于以太网技术的大型冲压生产线的远程监控系统设计[J]. 翟华,李贵闪,严建文,甄冒发,李安应. 机床与液压. 2012(01)
[10]轿车车内噪声统计能量仿真与降噪方法研究[J]. 王岩松,鄢守礼,邱志. 机械设计与制造. 2011(06)
博士论文
[1]机械加工系统能量效率的可预测特性及预测方法研究[D]. 谢俊.重庆大学 2016
[2]机械加工制造过程能耗优化方法研究[D]. 张中伟.浙江大学 2016
[3]液压机系统能量耗散的量化表征及节能控制方法研究[D]. 赵凯.合肥工业大学 2015
[4]变速/变载条件下板料冲压成形性能及其变形机理研究[D]. 付秀娟.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]基于能耗优化的冲压车间调度问题研究[D]. 陈帆.合肥工业大学 2018
[2]基于离散仿真分析的逆向物流库存控制模型研究[D]. 赵鹏.合肥工业大学 2017
[3]离散制造系统能效预测与优化方法[D]. 蔡磊.江南大学 2016
[4]工程项目管理效果整体评价的研究[D]. 朱金环.南京理工大学 2013
[5]离散制造车间数据采集及其分析处理系统研究与开发[D]. 王加兴.浙江大学 2010
本文编号：3618055
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国能源消费总量及其同比增速Fig1.1Thetotalenergyconsumptionanditsyear-on-yeargrowthrateofChina
且能源消费总量和进口总额在逐年稳步上升[2]，我国的能源消费总量情况和主要能源进口量如图 1.1 和图1.2 所示。制造业是与国计民生息息相关的支柱性产业，制造活动在将资源转变成产品的过程中必然存在巨大的能源消耗，EIA 的研究表明工业领域的能源消费约占全世界能源消费总量的一半[1]，国际能源署的研究表明制造业的能源消费占全球能源消费总量的近 1/3[3]。根据中国国家统计局的统计数据，2016 年制造业能源消费量占能源消费总量的 55.65%[2]。由此可见，制造业是目前中国能源消费的主要行业之一，实现制造业的节能减排对实现环境友好的可持续发展具有重要的作用。制造业的节能研究方面，国内外学者的注意力长期集中在钢铁、铸造等高耗能行业及易于分析的连续制造业，导致离散制造业的相关研究不足。大量的统计数据表明，机床等离散制造装备的能量利用效率普遍低于 30%[4]，液压成形装备的平均能量利用率更低至 10%以下[5]。此外，离散制造业占我国制造业的比重大、离散制造装备保有量大，截止到 2014 年，我国金属成形机床保有量为 230 万台[6]
合肥工业大学学术硕士研究生学位论文删、查、改四种，分别由相应的 SQL 语句实现。数据库部分操作程序在 Python 环境下的代码如附录 1 所示。4.5.2 数据采集模块实现数据采集端设备信息获取主要包含多功能电表信息采集、PLC 数据读取和RFID 标签数据读取三个方面。数据采集端编程采用 Python 3.6 编程。本文选择的多功能电表采用基于 RS485 总线的 Modbus-RTU 进行通信；西门子 s7-1200 PLC 支持 TCP/IP 通信协议，通过自带的 RJ45 接口能够实现与车间局域网联网。参考各设备说明书中的相应通信指导和数据存储地址，在 Python 3.6 语言下编写相应的通信程序代码，具体代码见附录 2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压车间生产系统仿真平台研究[J]. 姜根成,汤槟. 物流技术. 2018(07)
[2]校园建筑设计能耗优化监测仿真研究[J]. 孙恒. 计算机仿真. 2017(10)
[3]基于VRML的锯片车间物流仿真优化研究[J]. 杜宝江,杜秋雨,倪佳伟,王衍昊. 电子科技. 2017(03)
[4]全自动冲压生产线组网及分布式监控系统设计[J]. 肖本海,郑莹娜,邹世鹏,肖小亭,程永奇. 机床与液压. 2016(07)
[5]自动化技术在冲压生产中的应用及发展趋势[J]. 王晓辉. 科技与企业. 2014(08)
[6]制造车间信息采集技术的研究与应用[J]. 张蕾. 机械设计与制造工程. 2014(04)
[7]能量有效的离散制造系统研究综述[J]. 王峻峰,李世其,刘继红. 机械工程学报. 2013(11)
[8]基于RFID的离散制造车间实时数据采集系统的设计与实现[J]. 张洋洋,陈进. 江南大学学报(自然科学版). 2013(01)
[9]基于以太网技术的大型冲压生产线的远程监控系统设计[J]. 翟华,李贵闪,严建文,甄冒发,李安应. 机床与液压. 2012(01)
[10]轿车车内噪声统计能量仿真与降噪方法研究[J]. 王岩松,鄢守礼,邱志. 机械设计与制造. 2011(06)
博士论文
[1]机械加工系统能量效率的可预测特性及预测方法研究[D]. 谢俊.重庆大学 2016
[2]机械加工制造过程能耗优化方法研究[D]. 张中伟.浙江大学 2016
[3]液压机系统能量耗散的量化表征及节能控制方法研究[D]. 赵凯.合肥工业大学 2015
[4]变速/变载条件下板料冲压成形性能及其变形机理研究[D]. 付秀娟.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]基于能耗优化的冲压车间调度问题研究[D]. 陈帆.合肥工业大学 2018
[2]基于离散仿真分析的逆向物流库存控制模型研究[D]. 赵鹏.合肥工业大学 2017
[3]离散制造系统能效预测与优化方法[D]. 蔡磊.江南大学 2016
[4]工程项目管理效果整体评价的研究[D]. 朱金环.南京理工大学 2013
[5]离散制造车间数据采集及其分析处理系统研究与开发[D]. 王加兴.浙江大学 2010
本文编号：3618055
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