FMS递阶分布式控制系统建模及通讯机制研究

论文摘要

柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,作为一种实时的自动化系统,FMS（Flexible Manufacturing System,柔性制造系统）可以借鉴实时智能系统的设计方法,NIST（National Institute of Standards and Technology,美国国家标准技术研究院）提出了RCS（Real-time Control System,实时控制系统）方法,它是实时智能系统设计的一种有效方法。同时,NIST实现了开源的RCS库来支持RCS方法。本文研究了智能系统的设计方法RCS,分析了RCS库的建模和通讯机制,提出了递阶分布式系统FMS的建模与通讯的一般方法,根据一个具体的柔性制造系统结构,实现了它的建模和通讯,在此基础上实现了柔性制造系统的控制和管理系统。利用RMA （Reference Model Architecture,参考模型结构）理论对FMS系统进‘行功能划分和模块化处理,形成一个递阶分布式结构,然后用RCS库支持的NMLMODULE模块基类对各个模块进行实现。模块间的通讯利用RCS通讯机制实现。针对RCS通讯机制的跨平台通讯特点,利用RCS库提供的CMS （Communication Management System,通讯管理系统）和NML （Neutral Message Language,中间消息语言）通信工具,在蓝天NC110数控系统和Microsoft操作系统平台间,实现了基于TCP协议的通讯,在模块间通讯的基础上,实现了对蓝天NC110数控系统的实时监控、对机床的远程操作。根据建立的FMS模型,实现了生产管理子系统,集成了NC110系统的实时监控,通过运动控制卡实现了机器人的在轨运动控制,根据数据库原理建立了关系数据库。通过实际加工验证,系统运行情况良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 FMS的现状及发展趋势
• 1.3 FMS柔性制造系统国内外研究情况
• 1.4 论文课题背景介绍
• 1.5 本文的工作内容和组织结构
• 第二章 FMS系统与RCS方法
• 2.1 FMS系统总体结构
• 2.1.1 柔性制造系统结构一
• 2.1.2 柔性制造系统结构二
• 2.2 RCS方法及其在FMS中的应用
• 2.3 RCS简介
• 2.4 本章小结
• 第三章 FMS系统建模
• 3.1 RCS建模方法
• 3.1.1 任务分解TD（Task Decomposition）
• 3.1.2 感知处理SP（Sensory Processing）
• 3.1.3 价值判断VJ（Value Judgment）
• 3.1.4 外界模型WM（World Modeling）
• 3.2 RCS-3实现FMS的建模
• 3.2.1 机床模块控制机
• 3.2.2 物流模块控制机
• 3.3 本章小结
• 第四章 FMS系统通讯
• 4.1 RCS通讯方法
• 4.1.1 NML概述
• 4.1.2 NML实现
• 4.1.3 NML与其他通讯软件间的比较
• 4.2 FMS模块的通讯流程设计
• 4.2.1 FMS模块间通讯
• 4.2.2 蓝天NC110通讯实现
• 4.2.3 FANUC系统通讯实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 FMS控制管理系统的设计与实现
• 5.1 FMS系统划分
• 5.2 生产管理子系统
• 5.3 运行控制子系统
• 5.4 数据管理子系统
• 5.4.1 数据库连接技术ADO
• 5.4.2 数据库设计
• 5.4.3 数据库实现
• 5.5 系统验证
• 5.6 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢