当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

面向智慧工厂的柔性数据采集监控系统的研究

发布时间:2018-06-11 19:33

  本文选题:数据采集和监控系统 + OPC ; 参考:《山东大学》2017年硕士论文


【摘要】:智能化是制造业发展的新方向,智能制造已成为国际竞争的新一轮焦点,"智慧工厂"的概念也随之提出。而实现智慧工厂,将人工智能在生产制造行业的应用需要依赖大量生产数据的支持。如何从现有生产线大量异构设备中采集各种数据以实现工厂自动化是智慧工厂实现的基础。当前我国制造业自动化水平还不高,车间信息化程度与国外还有较大差距,尤其体现在管控系统的通用性、可扩展和可重构性上。随着消费者对产品功能和特性的定制化需求不断提高,定制化生产成为了新的趋势,生产线的柔性随之增加,以非标自动化设备为主的组装检测生产线研发周期不断缩短。目前的生产管控系统大多针对特定生产线或是标准机床进行研发,开发周期长,不能适应快速多变的生产管控需求。现有商业组态软件虽然能够快速的完成设备监控系统开发工作,但通常价格较高,不适用于中小企业。本文针对以上问题,以消费电子产品行业为代表的小批量离散制造产品线异构设备监控管理为背景进行研究分析,遵照现有IEC-62541标准与平台无关的OPC统一架构(Unified Architecture,UA)工业通信标准,根据可配置系统设计思想对能够使车间设备快速接入的柔性集成和监控关键技术进行了探索和试验,给出了一套通过配置可使设备快速接入系统的柔性生产管控系统的实现方法,为智慧工厂在我国中小型企业柔性生产系统上的实施提供了设备快速集成和数据采集存储与应用的解决方案。首先借助系统设计模块,对生产线设备和数据建模和描述,对监控设备进行分类,构建生产线信息模型描述文件。将监控功能分为设备数据交互模块、数据存储和配置模块和显示控制终端模块分别设计,将设备数据交互、历史数据存储与显示控制功能进行分离,降低监控系统功能耦合。监控系统各部分模块通过加载系统描述文件的方式进行配置,将生产线抽象为信息模型在OPC UA地址空间映射完成模块间数据传输。在数据交互端通过开放软件协议库实现设备通信协议的转换;在数据存储端通过数据库管理工具对关系数据库进行配置,设计了离散数据动态存储模型;在数据显示端通过组件化设计,实现代码复用和快速开发。通过上述设计,实现异构设备在数据采集和设备快速接入,生产监控数据存储的灵活快速配置,提高系统的柔性。通过OPCUA标准开放数据接口,实现柔性监控系统的网络化和外部其他生产管控程序的数据交换。最后,为验证系统的功能可靠性和扩展性,将该系统在手机玻璃组装检测生产线样机上进行部署测试,证明了本文所提出的管控系统实现方案运行可靠,可快速完成系统配置,能有效满足柔性生产线监控的需求。
[Abstract]:Intelligent manufacturing is a new direction of manufacturing development. Intelligent manufacturing has become a new focus of international competition, and the concept of "intelligent factory" has also been put forward. The application of artificial intelligence in manufacturing industry depends on a large amount of production data. How to collect all kinds of data from a large number of heterogeneous equipments in existing production line to realize factory automation is the foundation of intelligent factory. At present, the level of manufacturing automation in our country is not high, and there is still a big gap between workshop informatization and foreign countries, especially in the generality, expansibility and reconfiguration of the management and control system. With the increasing demand of consumers for product function and characteristics, customized production has become a new trend, and the flexibility of production line has increased, and the research and development cycle of assembly and testing production line, which is based on non-standard automation equipment, has been shortened. Most of the current production management and control systems are developed for specific production lines or standard machine tools, and the development cycle is long, which can not adapt to the rapid and changeable production management and control needs. Although the existing commercial configuration software can quickly complete the development of equipment monitoring system, it is not suitable for small and medium-sized enterprises because of its high price. In view of the above problems, this paper studies and analyzes the monitoring and management of heterogeneous equipment in small batch discrete manufacturing product lines, which is represented by the consumer electronics industry, and according to the existing IEC-62541 standard and platform-independent OPC unified architecture UAA industrial communication standard. According to the design idea of configurable system, the key technologies of flexible integration and monitoring which can make workshop equipment access quickly are explored and tested. In this paper, a set of flexible production management and control system, which can make the equipment can be quickly connected to the system, is presented. It provides a solution for the rapid integration of equipment, data acquisition, storage and application for the implementation of smart factory in flexible production system of small and medium-sized enterprises in China. Firstly, with the help of the system design module, the production line equipment and data are modeled and described, the monitoring equipment is classified and the production line information model description file is constructed. The monitoring function is divided into the device data interaction module, the data storage and configuration module and the display control terminal module, the device data interaction, the historical data storage and the display control function are separated, and the function coupling of the monitoring system is reduced. Each module of the monitoring system is configured by loading the system description file, and the product line is abstracted into an information model which is mapped in the OPC UA address space to complete the data transmission between the modules. The device communication protocol is transformed through open software protocol library at the data exchange end, and the dynamic storage model of discrete data is designed by configuring the relational database through the database management tool in the data storage terminal. Through component design, code reuse and rapid development are realized in the data display terminal. Through the above design, the heterogeneous equipment can be quickly accessed in data acquisition and equipment, and the flexible and fast configuration of the production monitoring data storage can be realized, and the flexibility of the system can be improved. Through the OPC UA standard open data interface, the network of flexible monitoring system and the data exchange of other external production control programs are realized. Finally, in order to verify the functional reliability and expansibility of the system, the system is deployed and tested on the prototype of the mobile phone glass assembly and testing line, which proves that the control system proposed in this paper is reliable and can complete the configuration of the system quickly. Can effectively meet the requirements of flexible production line monitoring.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP277

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张晓云;矿仓监控系统[J];矿业快报;2001年14期

2 李阳,王应雪;基于网络的监控系统的建设[J];微电脑世界;2003年01期

3 史贺男,梁晓春;静脉输液结束呼叫监控系统设计[J];微计算机信息;2004年11期

4 张三国;监控系统常见的故障现象及其排除方法[J];甘肃科技;2005年07期

5 李存建;;一种昼夜监控系统的设计[J];中小企业科技;2007年01期

6 文俊杰;;构建GPS监控系统的技术分析[J];科技信息(学术研究);2007年23期

7 郝永伟;;安全防范监控系统的设计[J];微计算机信息;2008年16期

8 Rich Hovan;石磊;;更符合规范要求的可预测排放监控系统[J];软件;2009年10期

9 朱立伟;张智勇;包左军;龚柏岩;;公路监控系统现行国家及交通行业标准分析[J];交通标准化;2009年19期

10 罗涛;;浅析黄延高速隧道供电监控系统[J];今日科苑;2009年24期

相关会议论文 前10条

1 周秀云;;浅谈监控系统发展[A];第二十届中国(天津)'2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年

2 周秀云;;浅谈监控系统发展[A];第二十届中国(天津)’2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年

3 李民;;监控系统在城域范围的应用[A];天津市电视技术研究会2009年年会论文集(1)[C];2009年

4 王峥瀛;周文;谭华;汤正阳;;三峡梯调监控系统完善方案及实现[A];中国水力发电工程学会信息化专委会2009年学术交流会论文集[C];2009年

5 林荔;陈汇;;福建省气象资料上行监控系统[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年

6 于雪龙;林则亮;吴强;陈华;龙靖;;水利闸(站)群监控系统的设计与实现[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年

7 杨佳;华钢;;货轮监控系统的设计和应用[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年

8 陈云波;;合肥电信动力监控系统改进的几点构想[A];2005年安徽通信论文集[C];2006年

9 朱晓军;丁铭雄;李成喜;;矿友煤炭产量监控系统的设计[A];AECC专题学术研讨会论文集[C];2007年

10 薛彦波;何凤有;吕现钊;王敦胜;;煤化工煤储运监控系统研究[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 孙宜华 通讯员 谭晓平;年底前八成乡镇配备监控系统[N];连云港日报;2007年

2 记者 杨丽英 张春亮;山西开工建设企业须安装污染源监控系统[N];中国冶金报;2007年

3 伊鸣;升级监控系统减轻煤企负担[N];中国煤炭报;2008年

4 林荫;山西省 三级森林监控系统启用[N];中国安全生产报;2009年

5 赵彦东 记者 马怀华;我市煤矿产量及税费监控系统在全省推广[N];鸡西日报;2010年

6 通讯员 钟臣彪;长汀建设校园“全球眼”监控系统[N];闽西日报;2010年

7 记者 陈岩 王皓;哈尔滨联通建设泊车监控系统[N];人民邮电;2010年

8 梁健 小全;泾阳建成社会救助动态监控系统[N];咸阳日报;2011年

9 江建方;危废信息化监控系统建成[N];中国环境报;2014年

10 记者 吕峰 通讯员 王天润 雷孝民;河南南召:研发监控系统拓展监督途径[N];检察日报;2014年

相关博士学位论文 前4条

1 于兴治;国家行政监控系统的分析理论与应用研究[D];大连理工大学;2010年

2 冯宪阳;基于WSN的物流车辆监控系统效率优化研究[D];大连海事大学;2015年

3 常光辉;大规模分布式可信监控系统研究[D];重庆大学;2011年

4 王彦;大型能耗监控系统通信网络及控制策略研究[D];湖南大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 黄向宇;基于Web技术的光伏发电监控系统的研究[D];华南理工大学;2015年

2 李儒;智能路灯监控系统设计[D];西安石油大学;2015年

3 刘合良;基于以太网的建筑设备一体化监控系统设计与研究[D];北京建筑大学;2015年

4 林楠;基于PSC的煤矿井下供电监控系统研究与应用[D];昆明理工大学;2015年

5 梁国威;知识库驱动的临床用药监控系统研究[D];浙江大学;2015年

6 徐梅;医院输液监控系统的设计与研究[D];河北联合大学;2014年

7 李越;汽车整车物流运输协同监控系统的研究与实现[D];西南交通大学;2015年

8 张乾;基于Modbus TCP和WEB的监控系统应用及设计[D];长江大学;2015年

9 袁延梅;基于互联网和WSN的户用光伏电站监控系统[D];曲阜师范大学;2015年

10 丰敏波;基于J2EE的网上论坛舆情监控系统分析与设计[D];上海交通大学;2015年



本文编号:2006410

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2006410.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户948ab***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com