基于集散控制系统的涂装车间生产监控系统的研究

论文摘要

随着各种国家利好政策的推进，中国的汽车产销量双双突破了千万辆，跃居世界汽车产销第一。产销量的迅猛提升，来自于生产制造技术的不断革新，来自于管理方式理念的不断进步，来自于网络化、自动化的系统建设。集散控制系统（Distributed controlsystem，简称DCS系统）就是现代化生产过程控制中网络化、自动化系统建设的一种，整个控制系统继承了常规仪表分散控制和计算机集中监控的优点，克服了常规仪表功能单一、人-机界面差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散，因此集散控制系统在企业生产控制过程中得到了广泛的应用。论文以某汽车生产企业一个涂装车间为研究对象，研究了基于集散控制系统的涂装车间动态生产管理监控系统。该系统按涂装工艺的连续性将整条涂装流水线分成若干个分散控制分区，将若干台PLC分散应用于各个控制分区的生产过程控制，全部生产信息和设备故障信息通过车间内的设备通信网络由上位管理计算机监控，实现生产过程的最优化控制。论文的主要研究内容包括：（1）研究了集散控制系统的原理、体系结构、硬件结构和数据通信原理，并进行了硬件的选型，搭建了硬件系统。（2）开发了涂装车间内车身自动识别系统（Automatic Vehival Identification，简称AVI系统），为上位管理系统提供了车辆颜色信息和生产信息。（3）采用组态软件建立了生产过程监控系统（Process Monitor control system，简称PMC系统）。采用现场总线技术（DeviceNet network）来架构车间设备网络，并和工厂的公用以太网连接，以便于生产管理人员通过运行连接到车间网络上的电脑内的应用软件进行设备的参数设定、动态信息（包括生产信息和设备故障信息等）管理和监控。通过采用基于集散控制系统的车间生产监控系统，涂装车间的设备调试时间大大缩短，缩短了新建涂装车间的建设周期；新车间投产之后，通过此生产监控系统对各工艺参数的实时监控和调整，很快便调试出了合格的涂装产品，并保持产品质量的稳定性，使一次产品合格率（First time quality,简称FTQ）达到85%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 引言
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 集散控制系统在国外的发展过程
• 1.2.2 集散控制系统在中国的发展和应用
• 1.2.3 集散型控制系统今后的发展方向
• 1.3 本文的主要目的和研究内容
• 第2章 集散控制系统构成
• 2.1 集散控制系统概述
• 2.1.1 集散控制系统的背景
• 2.1.2 集散控制系统的特点
• 2.2 集散控制系统的体系结构及功能
• 2.2.1 直接过程控制级
• 2.2.2 集中操作监视级（监控级）
• 2.2.3 综合信息管理级
• 2.3 集散控制系统的硬件组成
• 2.3.1 过程控制站
• 2.3.2 DDC 控制站
• 2.3.3 监视操作站
• 2.4 集散控制系统的组态软件
• 2.4.1 实时数据库生成
• 2.4.2 工业流程画面生成
• 2.4.3 历史数据库配置和报表生成技术
• 2.4.4 控制回路组态
• 2.5 集散控制系统的数据通信
• 2.5.1 数据通信在集散控制系统中的作用
• 2.5.2 集散控制系统的数据通信的层次结构
• 2.5.3 集散控制系统数据通信方式
• 2.5.4 现场总线系统
• 2.6 本章小结
• 第3章 车身自动识别系统的开发
• 3.1 车身自动识别系统概述
• 3.2 车身自动识别系统硬件组成
• 3.2.1 钢条码读写站
• 3.2.2 手/自动条码扫描枪
• 3.3 车身自动识别系统读写原理
• 3.4 涂装车间车身自动识别系统构成
• 3.5 AVI 系统的故障处理流程
• 3.6 本章小结
• 第4章 生产过程监控系统
• 4.1 生产过程监控系统概述
• 4.2 网络结构及数据流程
• 4.3 PMC 设备监控画面开发
• 4.3.1 画面颜色显示标准设定
• 4.3.2 机运设备监控画面开发
• 4.3.3 工艺设备监控页面开发
• 4.4 网络状态查看页面开发
• 4.5 报警画面开发
• 4.6 趋势图开发
• 4.7 PMC 系统报表开发
• 4.7.1 报表登陆界面开发
• 4.7.2 报表系统主页面开发
• 4.7.3 班次设定
• 4.8 报警系统管理开发
• 4.8.1 添加新的报警信息
• 4.8.2 报警声音管理器设定
• 4.9 现场维护工程师站开发
• 4.9.1 机运维护工程师站开发
• 4.9.2 设备维护工程师站开发
• 4.10 PMC-工控机软件及硬件配置
• 4.11 生产监控系统在涂装车间的应用
• 4.11.1 缩短设备调试周期
• 4.11.2 稳定的产品质量
• 4.11.3 灵活的生产安排
• 4.11.4 全面的设备管理
• 4.12 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢