基于功能块的车间数字设备集成控制系统设计方法研究

论文摘要

开放分布式系统是未来工业自动化系统发展的一个趋势，IEC 61499是一个新国际标准，是为解决分布式控制中的一系列问题而提出的。但是该标准只提供了一个通用框架，且专注于描述控制功能和应用，要以它为基础支持开放分布式控制系统的整个生命周期，还缺乏一些理论依据和实践经验。CORUF FBDK是一个近年来出现的软件工具，它符合IEC 61499定义的ESS工具标准，国际上对该工具的研究日渐完善，但是在国内尚未见应用。本文研究了CORUF FBDK工具的理论依据和应用方法，提出了改进的CORUF FBDK开发方法。展现了依照该开发方法进行符合IEC 61499标准的系统开发的有效性和合理性。本文提出了基于网络的车间数字设备集成控制系统的构建方案。车间数字设备的控制模式主要有三类：集中式、集散式和分布式控制模式。传统的集中式和集散式控制系统曾经极大地推动了控制技术的发展；但是随着控制和管理要求的不断增加，控制系统正由封闭的集中体系加速向开放分布式体系发展。控制系统的设计越来越重视分布式网络解决方案，并且致力于控制系统的网络化。本文以车间数字设备集成控制系统为对象，依照UML与IEC 61499标准相结合的方法，采用CORUF FBDK工具，利用功能块实现了基于网络的车间数字设备集成控制系统设计方案。最后选择车间数字设备集成控制系统中的一个典型范例——工件装载系统，结合实际设备，设计了一个IEC 61499标准在车间数字设备集成控制系统中的应用实例，给出了具体开发流程，以此验证了本文所研究设计方法的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 车间数字设备集成控制系统及其研究背景
• 1.3 IEC 61499标准的产生和发展现状
• 1.4 论文主要工作和课题支撑
• 第2章 基于功能块的控制系统设计的技术基础
• 2.1 IEC 61499标准和功能块的概念
• 2.2 统一建模语言UML
• 2.3 CORFU FBDK工具介绍
• 2.4 基于CORUF FBDK的控制系统开发过程研究
• 2.5 本章小结
• 第3章 车间数字设备集成控制系统设计方法研究
• 3.1 IEC 61499标准与UML建模的结合的设计方法
• 3.2 由UML模型向功能块转换的实现
• 3.3 车间数字设备集成控制系统的对象分析
• 3.4 车间数字设备集成控制系统总体方案设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 车间数字设备集成控制系统的UML建模方法研究
• 4.1 GRAPPLE开发过程的应用
• 4.2 车间数字设备集成控制系统的主要功能
• 4.3 车间数字设备集成控制系统的建模过程
• 4.4 MVC设计模式
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于实例的车间数字设备集成控制系统设计过程
• 5.1 机床工件装载系统的需求分析
• 5.2 机床工件装载系统的系统分析
• 5.3 UML模型向功能块模型的转换
• 5.4 机床工件装载系统的系统设计
• 5.5 本章小结
• 第6章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文