现场总线技术在车间生产数据采集中的应用研究

摘要

生产过程中现场采集的数据为制造执行系统和企业资源管理系统提供了基础的数据源，是企业信息化的基础。目前数据采集的方法是多种多样的，现场总线技术作为一种新的串行、多点的数字式数据采集方案，能够使系统具有高度开放性、互操作性，而且现场总线技术本身具有结构的高度分散性以及对现场环境的高度适应性和良好的经济性，近年来受到越来越广泛的关注。本课题的研究工作是结合某电缆厂信息一体化建设项目的实际工程而进行的，主要是利用现场总线控制技术采集和监控车间生产的主要质量控制参数。 首先，通过对国内线缆行业信息化现状的调研，以及对传统和现代的数据采集方法的分析比较，提出了以现场总线控制技术为基础的线缆生产质量控制参数的数据采集方案。 其次根据项目实际应用对象以及现场总线的特点，选用了PROFIBUS-DP总线控制技术作为数据采集网络基本技术，提出了本项目的详细设计方案，包括软硬件的设计、用户程序的设计。 最后为了使采集的数据能够直观的反映给操作和维修人员，用组态软件实现人机交互界面设计。该界面图文并茂，能够实现友好的人机交互；操作简单，便于用户学习掌握。 本项目是在该电缆厂原有设备基础上进行的信息一体化改造，选择的方案依据原则就是应尽量避免导致长时间停产，控制新增设备投入量，尽量保留原有可利用的设备控制器和执行装置。项目中要集成入总线网的设备共14台，系统总的结构由1个主站、9个从站、1个监控站和1个监控站的冗余站组成。 本研究课题项目在实际应用中取得了较好经济效益，为线缆行业数据采集监控提供一个可借鉴的模式。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的背景及意义

1.2.1数据采集与控制技术的发展及应用

1.2.2现场总线技术在数据采集上应用

1.3我国线缆行业生产企业信息化近况

1.4本课题目标企业的现状

1.4.1企业硬件概述

1.4.2企业实施信息化必要性

1.5本文的框架结构

1.6本章小结

第2章现场总线技术概述

2.1现场总线技术的产生和应用

2.1.1现场总线的诞生

2.1.2现场总线技术的特点及优点

2.1.3现场总线的网络模型

2.2主流的现场总线

2.3现场总线发展方向

2.4本章小结

第3章PROFIBUS现场总线

3.1 PROFIBUS概述

3.2 PROFIBUS技术特点

3.2.1 PROFIBUS协议结构

3.2.2 PROFIBUS传输技术

3.2.3 PROFIBUS总线存储协议

3.3 PROFIBUS控制系统配置的几种形式

3.4 PROFIBUS-DP

3.4.1 PROFIBUS-DP基本功能

3.4.2设备数据库文件(GSD)

3.5本章小结

第4章现场数据采集方案

4.1工程项目概况

4.2重要质量控制参数的采集与监控要求

4.3数据采集与监控系统现场总线技术方案的具体实现

4.3.1硬件方案设计

4.3.2软件方案设计

4.4硬件组态

4.4.1主从站硬件组态

4.4.2监控站的硬件组态及冗余配置

4.5用户程序

4.5.1主站用户程序

4.5.2从站用户程序

4.6本方案的特点

4.7本章小结

第5章组态软件及监控界面的设计

5.1监控平台界面需求

5.2界面设计具体实现

5.2.1主监控界面

5.2.2二级监控界面

5.2.3报警监控界面

5.3本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢