面向智能制造生产线的虚拟调试系统设计与实现

发布时间：2023-07-25 02:25

　　随着“工业4.0”概念的提出,世界各国都在大力推进智能制造,制造业的模式正在逐渐向着智能化方向进行转变。在智能制造生产线投入使用之前,操作人员需要到现场进行设备调试,但是现场调试存在成本高、周期长、风险大等问题。针对现场调试带来的弊端,本文设计并实现了一种面向智能制造生产线的虚拟调试系统,通过PLC、机器人控制器、数控系统等工控设备来对仿真软件中模拟的智能制造生产线进行虚拟调试。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)考虑到系统数据传输的快速性和设备接口间的兼容性,采用工业以太网对物理的工控设备和PC机进行集成通讯。基于开源组件或者设备厂商提供的PC SDK,以动态链接库的方式开发了设备驱动,设备驱动作为虚拟调试系统数据采集的基础组件,提供了PC机与设备连接和数据交互的功能。(2)根据所开发的设备驱动,设计了人性化的PC端交互控制软件,用于工控设备与仿真软件的数据交互。交互控制软件采用OSGi.NET插件框架,按照设备分类,每个设备应用程序以插件形式独立开发,每个设备插件中包括数据采集模块、交互界面模块以及数据缓存模块,其中交互界面用于观察设备数据和配置虚实交互信号,通过线程池实现多...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 虚拟调试技术研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文内容与结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 结构安排
第二章 虚拟调试系统的总体设计
    2.1 引言
    2.2 功能需求
    2.3 系统总体方案设计
        2.3.1 系统总体框架设计
        2.3.2 系统工作流程设计
    2.4 系统所支持工控设备
    2.5 小结
第三章 虚拟调试系统插件式设备驱动开发
    3.1 引言
    3.2 OSGi.NET插件框架
        3.2.1 OSGi.NET概述
        3.2.2 OSGi.NET运行机制
        3.2.3 OSGi.NET应用
    3.3 设备驱动开发
        3.3.1 PLC驱动开发
        3.3.2 机器人驱动开发
        3.3.3 数控系统驱动开发
    3.4 小结
第四章 虚拟调试系统软件设计
    4.1 引言
    4.2 软件总体框架
    4.3 软件相关技术和工具分析
        4.3.1 OSGi.NET框架
        4.3.2 线程池
        4.3.3 INI配置文件
        4.3.4 Redis数据库
    4.4 宿主程序设计
    4.5 插件程序开发
        4.5.1 插件程序开发流程
        4.5.2 PLC插件
        4.5.3 机器人插件
        4.5.4 数控系统插件
    4.6 仿真平台设计
    4.7 交互控制软件与仿真软件交互设计
    4.8 小结
第五章 虚拟调试实验与验证
    5.1 引言
    5.2 多机器人虚拟调试实验
    5.3 智能制造加工虚拟调试实验
        5.3.1 虚拟工作站的搭建
        5.3.2 物理环境的搭建
        5.3.3 控制程序编写
        5.3.4 设备信号配置
        5.3.5 虚拟调试的问题及解决办法
    5.4 现场实验验证
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集



本文编号：3836986