基于WinCC的转向架装配线监控系统设计

摘要

随着我国改革开放的全面深入，动车组成为了我国铁路建设的关键环节，拥有安全、稳定和高速的显著优势。转向架是动车组技术中非常复杂和关键的技术，转向架的制造和组装技术直接影响到动车组的安全性、稳定性和可靠性。本文以青岛四方机车车辆股份有限公司的转向架装配自动化生产线为背景，响应中国智能制造的要求，以视图控制中心(Windows Control Center, WinCC)为组态平台进行装配线监控系统设计，实现装配线的自动化生产和监控任务，提高装配线的自动化和信息化水平。
　　本文首先介绍了动车组转向架装配线的车间布局和工艺流程，对自动化装配区的七个生产工位以及空中小车的工艺进行了描述，并且阐述了辅助装配区中的零部件配台区和轮对配台区的主要功能。接着，本文详细阐述了转向架装配线控制系统的整体设计，包括中央控制管理系统、其他子系统的电气设计以及中央控制系统与其他子系统之间的通讯协议。另外，为了与制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)集成，本文采用了用于过程控制的OLE(OLE for Process Control,OPC)技术和对SQL中间数据库读写的方案，通过触发变量的改变去操作中间数据库。最后，在WinCC中访问P LC的外部变量，组态现场工艺和子系统的信息，作为人机交换界面，实时监控装配线。在WinCC启动时读取初始化文件(Initialization File,INI)配置初始化信息，并通过调用自定义的动态链接库(Dynamic Link Library,DLL)进行JSON编码的解析工作，将解析出的信息存储在内部变量中。为了满足生产的需要，在WinC C中实现MES系统的一些底层功能，开发了人员管理、零部件管理和工单管理系统，大量使用可视化BASIC脚本(Visual Basic Script,VBS)，通过ActiveX数据对象(ActiveX Data Object,ADO)对象对SQL数据库进行操作。
　　该控制系统已经在企业完成初步调试。本文设计的控制系统完成了预期的设计要求，基本实现了转向架装配线的控制要求，能够实时地监控装配线的运行状态，并且具有一定的稳定性和可靠性，解决了工程中的问题，为企业车间的数字化工程提供了有力保障。

目录

第一章 绪论

1. 1课题研究背景

1. 2研究现状

1. 3课题研究的意义和内容

第二章 转向架装配流水线概述

2. 1自动化装配区

2. 2辅助配套区

2. 3本章小结

第三章 控制系统整体设计

3. 1电气控制系统设计

3. 2系统通讯

3. 3装配线与MES系统对接

3. 4本章小结

第四章 上位机Wi nCC系统设计

4. 1初始化配置文件

4.2 JSON编码解析

4. 3转向架装配线监控画面

4. 4 WinC C数据库访问技术

4. 5人员管理系统

4. 6零部件管理系统

4. 7工单管理系统

4. 8本章小结

第五章 系统调试与分析

5. 1调试环境

5. 2调试方法与分析

5. 3本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

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