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“德国工业4.0”、“美国工业互联网”和“中国制造2025”这三大国家战略虽然表述不一,但本质上异曲同工,同在智能制造。新一轮工业革命的本质是全球工业标准之争,智能化一方面需要提高生产线上设备自动化程度,另一方面需要加强制造企业的信息化管理。 传统管理由于缺少实时有效的信息交互,生产现场对企业上层来说是一个“黑箱”,制造执行系统MES处于企业计划层ERP和过程控制层PCS之间,具备同时与上下层通信的能力,通过实时采集现场各种制造信息来指导、控制车间生产并将生产情况相关评价信息反馈给ERP,帮助管理层决策和优化生产活动。陕西某厂液力变矩器装配车间设备种类多、通信协议复杂,数据采集手段落后,严重制约了企业的信息化管理。数据采集又是MES实现物料跟踪、生产过程监控及质量管理等功能的基础。因此,准确实时的数据采集和传输已成为企业实现信息化成败的关键。 本文在介绍课题来源、背景及意义的基础上,总结了MES数据采集在国内外的研究现状,提出了液力变矩器装配车间实施MES的数据采集与通信方案,旨在提高企业车间层信息化管理水平。具体研究内容如下: 首先,对液力变矩器装配车间的生产实际进行调研,分别了解了液力变矩器产品结构、功能原理和各部件工艺流程。研究了MES基本理论及MES系统在整个企业信息化管理中的桥梁作用。 其次,针对MES系统主要功能模块如生产过程监控、质量管理的数据采集与传输需求,对装配车间制造过程信息详细分类,提出了基于RFID的生产现场数据采集的整体框架及具体应用流程,研究了不同数控系统状态数据采集方法。在STEP7中完成各岛区硬件组态,组建了基于西门子Profibus现场总线和Profinet工业以太网的液力变矩器车间局域网。研究了车间各种通信实现方式,包括Profibus主从通信(PLC与MM440变频器、RFID300读写器)、S7-300 PLC之间MPI、基于TCP/IP的S7通信、PLC与第三方设备的OPEN IE通信及PLC与WinCC的TCP/IP通信,并各自进行了通信测试。 针对车间设备种类多,数据具有多源异构性,通信协议繁杂的问题,提出一种基于OPC规范的车间数据通信网络集成架构,利用第三方软件开发商提供的X2OPC服务器进行了数据模拟采集并完成了和上位机监控软件WinCC的通讯。 最后,设计了HTC-MES的SQL Server数据库表间关系图及主要表结构。对组态软件WinCC进行二次开发设计了液力变矩器生产线监控系统,详细说明了系统的组成及运行原理,对其中岛区监控、报警和产品关键质量数据采集界面进行了展示。