集成車間管控功能的非標(biāo)自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、德國(guó)于2011年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上提出工業(yè)4.0的概念并隨后納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，我國(guó)也在2015年提出了“中國(guó)制造2025”的國(guó)家規(guī)劃，但由于我國(guó)制造業(yè)的自動(dòng)化水平還比較弱，在工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是“智慧工廠”的實(shí)施上還顯得基礎(chǔ)薄弱。隨著定制化生產(chǎn)逐漸成為新的發(fā)展趨勢(shì)，非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。作為非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的大腦，其控制系統(tǒng)和車間管控系統(tǒng)的快速靈活開發(fā)可減少產(chǎn)品的研發(fā)周期，適應(yīng)快速多變的市場(chǎng)需求。當(dāng)前我國(guó)非標(biāo)自動(dòng)化控制系

2、統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)與國(guó)外相比還有很大差距，尤其體現(xiàn)在支持車間管控功能的控制器以及車間級(jí)網(wǎng)絡(luò)化管控系統(tǒng)方面。
　　針對(duì)上述所面臨的問題，本文基于遵循IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的CoDeSys軟PLC集成開發(fā)環(huán)境（以下均簡(jiǎn)稱“CoDeSys”）和EtherMAC(Ethernet for ManufactureAutomation Control)工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)總線（以下均簡(jiǎn)稱“EtherMAC總線”）對(duì)集成車間管控功能的非標(biāo)自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)

3、平臺(tái)（以下均簡(jiǎn)稱“開發(fā)平臺(tái)”）的功能需求進(jìn)行了分析并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，給出了一種工業(yè)以太網(wǎng)組件庫(kù)分層集成方案以及車間現(xiàn)場(chǎng)的集中管控方案，為智慧工廠在我國(guó)現(xiàn)階段情況下的實(shí)施提供了底層控制系統(tǒng)的技術(shù)支持和車間管控系統(tǒng)的實(shí)施方案。
　　開發(fā)平臺(tái)在控制器部分主要實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)組件庫(kù)及應(yīng)用功能庫(kù)與CoDeSys的集成，其中對(duì)EtherMAC總線協(xié)議進(jìn)行分析，將工業(yè)以太網(wǎng)總線組件庫(kù)設(shè)計(jì)為通信層、接口層和IEC層這三層結(jié)構(gòu)，以此將工業(yè)以太網(wǎng)

4、的通信功能、接口功能以及IEC應(yīng)用功能分開，做到低耦合、高內(nèi)聚，并對(duì)CoDeSys已有的功能庫(kù)進(jìn)行豐富和二次封裝，使其應(yīng)用更加方便靈活;在管控系統(tǒng)部分主要實(shí)現(xiàn)車間管控功能的HMI(Human Machine Interface)組件、數(shù)據(jù)庫(kù)組件以及OPC通信組件，用于管控系統(tǒng)的人機(jī)交互、數(shù)據(jù)存取以及管控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。通過以上設(shè)計(jì)，可提高控制系統(tǒng)的柔性和可擴(kuò)展性。在控制系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口的支持下，設(shè)計(jì)的車間管控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)