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工业以太网在MES系统中的应用

作　者: 李刚
导　师: 张忠能；金纪文
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机技术
关键词: MES 工业以太网 设备集成 生产自动化 液晶生产线
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着制造行业竞争的日益激烈,在生产成本控制压力下,制造型企业对生产线的控制要求逐渐精细化。在这种环境下,如何最大可能的降低成本,保证信息系统发挥出应有的能力,是提高企业竞争力的重点之一。论文以液晶生产线的MES系统为研究对象,针对生产现场底层设备存在多种通信协议的问题,提出了采用工业以太网进行设备数据采集的方式,设计与实现了基于ACE通信的工业以太网通信机制,并提出了应用到MES的通信过程在通信协议方面,分析了不同类型的底层设备之间的通信协议,通过对传统的现场总线通信方式和新兴的工业以太网的比较,针对底层设备通信协议杂乱的问题,提出了用工业以太网作为该生产线底层设备的数据采集方式。在以太网的应用中增加了用户定义的ACE层(ACE-MD层),以便可以识别底层设备的各种协议;改进以太网的终端识别机制,提高网络利用率,减少广播包发送频率;在MES应用方面,对设备与设备之间的数据传输和服务器之间的数据存储转发进行了一定的改进,使之更加符合大批量数据传输和数据库同步时的通信要求,优化了MES结构,在设备之间,用以太网组成具有一定自主能力的设备群,简化了生产线的管理流程;设备与MES系统之间加入一层基于工业以太网的EI层,使MES可以对不同工艺流程上的设备进行更加细致的操作。文章的最后展现了系统实施的实际效果页面,对基于工业以太网的生产线系统进行了研究展望。本文所设计开发的工业以太网通信已经成功的应用到某生产线MES系统中,有效的提高了该企业的系统实施效率和管理成本。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 引言  10-16
  1.1 研究背景的提出  10
  1.2 国内外MES 发展情况  10-13
    1.2.1 MES 历史  11-12
    1.2.2 国内MES 发展情况  12-13
  1.3 课题来源及研究目标  13-14
  1.4 论文组织结构及章节编排  14-16
第二章 国内外工业通信发展及其在制造行业的应用  16-33
  2.1 工业通信网络的特点和要求  16-18
  2.2 工业通信系统发展历程  18-19
  2.3 以太网的工业应用  19-30
    2.3.1 现场总线技术存在的缺陷和问题  20-21
    2.3.2 工业以太网发展历程  21-23
    2.3.3 以太网在工业通信领域应用的优劣及改进  23-30
  2.4 国内液晶生产线现状及行业特点  30-32
    2.4.1 液晶显示器的材料组成及目前技术发展情况  30
    2.4.2 液晶显示器制造行业特点  30-32
  2.5 MES 实施中的数据采集问题  32
  2.6 本章小结  32-33
第三章 ACE 通信协议的提出和在MES 数据采集中的应用  33-47
  3.1 液晶生产环境中实施MES 所碰到的数据采集问题  33-34
  3.2 数据采集中通信方案的比较  34-37
    3.2.1 现场总线技术方案  34-35
    3.2.2 工业以太网技术方案  35-36
    3.2.3 方案选择及优化  36-37
  3.3 以太网通讯的系统构架和接口环境的设计  37-40
    3.3.1 ACE-MD 解决思路  38
    3.3.2 ACE-MD 的运行环境接口定义  38-40
  3.4 终端名称识别的设计  40-46
    3.4.1 NODE状态识别的过程说明  41-42
    3.4.2 同一网段之间的不同NODE名称识别  42
    3.4.3 不同网段之间的带有GATEWAY的NODE名称识别  42-43
    3.4.4 网络中同时存在两个相同NODE名称设备的识别处理  43-44
    3.4.5 ACE-MD 中的信息发送机制  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章 基于工业以太网的MES 的实施及效果分析  47-56
  4.1 工业以太网结构在MES 中的应用  47-49
    4.1.1 设备集成层解决方案  47-48
    4.1.2 EI 层功能分析  48-49
  4.2 EI 层的开发思路和效果界面分析  49-52
  4.3 数据读写缓存区管理  52-55
    4.3.1 发送端采用发送代理缓冲技术  53-54
    4.3.2 接收端采用接收代理缓冲方法  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第五章 总结与展望  56-60
  5.1 本文工作的回顾  56-57
  5.2 成果及意义  57-58
  5.3 工业以太网在MES 应用中的问题及未来展望  58-60
参考文献  60-61
致谢  61-62
作者攻读学位期间发表的论文  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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