制造过程物联通信设备的研究与应用

发布时间：2017-04-11 01:22

  本文关键词：制造过程物联通信设备的研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,我国制造业正深处各种各样的挑战和困境之中,随着全球经济一体化使得市场竞争加剧,先进制造技术和设备的不断应用,都在促使我国制造业转型升级。当今社会对制造业企业生产流程的各个方面都提出了更高的需求。基于这多方面因素的考虑,制造业的信息化改造已经成为了必要和关键的发展趋势,不论是德国工业4.0,美国工业互联网还是我国的制造业“两化深度融合”等理念,核心都是制造业信息化的发展方向。在这种环境下,如何克服制造过程中所存在的现场生产设备协议种类众多、无法统一规划、设备与设备、设备与管控系统间的通信问题是整个产业的关注焦点,具有深刻的研究价值,而制造过程物联通信设备则是这个问题有效的解决方案之一,它是物联网技术在制造业领域应用的具体实现,它对物联网网关技术的扩展可以使其高效的完成不同协议之间的转换,实现生产现场物与物的连通,同时,对大量工业现场协议的集成和可拓展性使其能够应用于不同的车间执行现场,实现在不同工业条件下的通用。而以制造过程物联通信设备为核心搭建的MES系统,则能够在对信息管理系统协同的基础上,最大限度的对制造过程中的全部生产数据信息进行集成与协同,实现整个制造过程的一体化。这样,制造业企业的生产流程可以得到最佳优化,从而实现降低生产成本,提高产品质量,提升生产效率,保证制造过程的可靠性等。本文首先对所选课题的相关背景和所涉及到的相关内容发展状况进行了调查研究,在以制造业信息化发展为背景下,分析了包括以PLC设备为代表的制造现场设备与控制系统的发展近况,制造现场中所涉及到的工业通信标准和现场总线协议,异构网络环境下的数据采集与传输技术,物联网网关技术等,并介绍了制造物联技术的相关内容；其次,本文针对制造物联技术的相关内容进行分析,阐述了制造物联概念的产生、发展与前景,提出三种可以覆盖制造过程的整个生命周期,实现制造企业生产过程的一体化和制造过程数据信息的集成与协同的技术架构；最后,作为制造物联技术的具体范例,提出制造过程物联通信设备的概念,详细论述了其使用的关键技术和在设备中的应用,具体展示了设备的总体设计思路、硬件设计思路和软件设计思路,并描述了它的功能特性和应用场景。最后做出总结与前景展望。
【关键词】：制造业 制造物联 通信协议 网关设备
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.05
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 1 绪论12-22
• 1.1 选题背景与研究意义12-16
• 1.1.1 选题背景12-15
• 1.1.2 研究意义15-16
• 1.2 研究课题相关内容的研究现状与目标16-20
• 1.2.1 研究现状16-19
• 1.2.2 研究课题目标19-20
• 1.3 论文研究内容20-21
• 1.4 论文组织结构21
• 1.5 本章小结21-22
• 2 制造物联技术相关内容及技术架构22-30
• 2.1 制造业信息化进程22
• 2.2 制造物联的需求分析22-24
• 2.3 制造物联技术相关内容24-26
• 2.3.1 概念24
• 2.3.2 特征24-25
• 2.3.3 研究现状25-26
• 2.4 制造物联技术架构26-29
• 2.4.1 制造物联工厂(车间级)应用及技术架构27-28
• 2.4.2 制造物联企业级应用及技术架构28-29
• 2.4.3 制造物联企业间应用及技术架构29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 制造过程物联通信设备及相关技术30-40
• 3.1 制造过程物联通信设备原理模型30-31
• 3.2 关键技术概述与应用31-38
• 3.2.1 制造过程数据采集技术32-33
• 3.2.2 物联网网关技术33-36
• 3.2.3 现场总线协议转换技术36-38
• 3.3 本章小结38-40
• 4 制造过程物联通信设备的需求分析40-44
• 4.1 制造过程物联通信设备的硬件设计需求40-41
• 4.1.1 设备性能的硬件需求40
• 4.1.2 设备抗扰性的硬件需求40-41
• 4.2 制造过程物联通信设备的功能需求41-42
• 4.3 本章小结42-44
• 5 制造过程物联通信设备的设计思路44-64
• 5.1 总体设计思路44-51
• 5.1.1 物联通信设备系统结构44-45
• 5.1.2 物联通信设备的整体应用结构45-46
• 5.1.3 物联通信设备的数据通信机制46-48
• 5.1.4 物联通信设备的功能模块48-51
• 5.2 硬件设计思路51-56
• 5.2.1 硬件设计体系架构51-53
• 5.2.2 核心处理器53
• 5.2.3 主要接入模块的设计53-56
• 5.3 软件设计思路56-62
• 5.3.1 物联通信设备软件体系框架56-58
• 5.3.2 嵌入式Linux系统平台58-59
• 5.3.3 ADS1.2集成开发环境59-60
• 5.3.4 CAN总线接口初始化子程序60-62
• 5.4 本章小结62-64
• 6 制造过程物联通信设备的功能描述与应用场景64-70
• 6.1 功能描述64-65
• 6.2 物联通信设备在MES系统模型中的应用场景65-68
• 6.2.1 MES系统概述65-67
• 6.2.2 物联通信设备在MES系统中的应用场景67-68
• 6.3 本章小结68-70
• 7 总结与展望70-72
• 7.1 总结70-71
• 7.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 个人简历77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77

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