工业制造装置群远程监控系统技术

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qishanf
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随着“中国制造2025”和“德国工业4.0”等概念的提出,目前制造业由机械化迈向数字化、智能化的产业升级方向已经成为潮流和趋势,而实现智能制造的前提之一就是要实现装备的互联互通与车间现场的网络化。因此关于制造装备的远程监控技术的研究对于提升装备互联水平,助力产业升级有很重要的意义。本课题设计一套对分散于多地的工业制造装置群进行实时监测的远程监控系统,能够实现在异地查看位于远端的装备的工况和视频画面,并对故障和危险进行报警。首先,对远程监控系统进行功能需求分析,提出了远程监控系统的技术方案设计,并依据信息的流向与系统自身空间特点,将系统划分为现场信息采集、信息预处理、信息传输和信息的接收四个单元。现场信息由PLC、传感器和网络摄像头共同采集后进行分类、剔除奇异项、压缩等预处理,经车间现场由无线和有线网络组成的局域网与互联网进行传输,在远端服务器处对信息完成显示、存储、报警等综合的分析和处理。其次,将现场采集到的非视频信息依据更新频率划分为工况信息和运行数据,前者采用被动采集方式,即只有在操作人员主动变更时才进行采集传输,后者产生数据量较大,因此先通过一阶差分法剔除因外部干扰而产生的奇异点,再对其采用BS-PLOT算法进行压缩。利用在MATLAB搭建相应的数学模型,验证了所提出的优化算法的有效性,由此可以节省网络带宽,提高系统稳定性。然后将远程监控的信息传输划分为局域网和互联网的远程信息传输两部分。对于局域网部分,PLC与网络摄像头基于TCP/IP协议以采用有线方式组网,其他难以布线采集的信息则采用WISE模块以Infrastructure Mode模式按照IEEE 802.11 b/g标准完成无线组网,针对现场复杂环境和无线接入点覆盖面积易受影响的特点,采用多AP模式,即保障每个WISE模块都至少有两个无线AP覆盖。同时在网络传输过程中对于时延和丢包等对系统的影响进行了研究;而对于视频信息的传输则提出了基于流媒体质量的自适应算法,提升视频监控显示效果。经仿真验证,算法优化效果明显。最后以锻压机床为例,采用网际组态软件WebAccess开发的工业制造装置群的远程监控系统,系统具有配置与运行两种模式,主要功能包括用户权限判定、人机交互(由欢迎界面、登录界面、监控界面、历史信息界面等来实现)、视频监测、报警的规划与编排和与数据库SQL互联完成的信息存储与读取。经试验,本文所开发的远程监控系统能够实现相应的设计规划,完成监控任务。
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