面向自动化生产线的控制终端设计
随着传统制造执行系统（MES）的推广应用，离散制造业初步实现了工业化和信息化融合，在很大程度上提升了生产过程的智能自动化水平。但是，在实际自动化生产线的信息化改造进程中，依然存在设备品牌各异，内部协议种类繁多，缺少特定数据接口或者接口数量不足等问题，致使生产线无法及时和上层控制系统进行数据交互，产生“数据孤立”。同时，专用生产设备的智能化水平有限，降低了整个生产线实时监控系统的工作效率。针对以上问题，本文提出应用物联网和嵌入式技术，设计一款面向自动化生产线的新型控制终端，实现设备可靠的融入系统。本文主要研究内容包括： （1）分析并总结自动化单机设备融入生产线实时监控系统中面临的问题，提出以控制终端为纽带的设备融入方案，解决自动化生产线上存在的“数据孤立”问题。 （2）采用核心板-底板的双层架构模式，从整体上对控制终端的硬件结构进行划分，完成相关的电路、电源设计。核心板作为主控中心，以 Cortex-A9芯片为核心，实现终端的控制操作；底板作为通用模块，主要实现数据的采集、传送和通信接口的扩展等。 （3）以Linux为内核，Android系统为操作系统，完成嵌入式软件开发环境的搭建、驱动程序和应用软件的设计。以类库的形式把各功能模块化，让控制终端具备数据采集，无线传输，质量连锁控制，工序能力指数分析，生产任务获取、调整和查询等功能。 （4）针对自动化生产线上的平衡调度问题，建立平衡调度问题的数学模型，改进设计遗传退火算法（GASA），对算法进行了仿真验证和实验结果分析。 （5）在EPB制动钳总成装配检测线上进行控制终端的功能测试。试验证明，控制终端的接入实现了汽车零部件检测生产线的自动化、智能化和效率化的高度融合，产品成品率达到99%，数据互通时间缩短到1秒以内，生产线的生产效率和数据传输速度提升效果显著。
自动化生产线;物联网;嵌入式;控制终端;遗传退火算法
中国计量大学
硕士
仪器仪表工程
王学影;丛宪冬
2018
中文
TP273
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）