智能设备自动化控制系统建设方案

智能设备自动控制系统建设方案目录第一章计划概要41.1项目概述41.2项目现状51.3建筑计划71.4需求分析81.5建设目标101.6建设原则111.7参考基准121.8运行环境121.9开发环境13第2章软件系统构成132.1软件技术体系结构132.2系统拓扑14第三章软件系统153.1设备监控系统153.2设备故障管理系统183.3故障统计分析系统203.4生产信息管理系统213.5焊接群控制系统233.6组织管理系统233.6.1用户管理系统233.6.2角色管理系统243.6.3权限管理系统253.6.4部门管理系统263.6.5组织机构管理系统263.7终端系统27的维护3.8系统服务283.9数据库系统29第四章安全系统294.1软件系统安全性304.2技术指标30第五章项目实施31一、组织机构、工作人员和项目管理31一)项目组织结构31二)项目组织责任312 .实施形态33一)实施阶段(具体方式需视情况研究) 332 )总体实施进度计划模拟333 )人员配置343 .过程控制351 )过程控制环节362 )实施控制规格374 .变更管理37五、风险控制38第六章项目培训方案391 .训练目标392 .培训对象403、训练方式404 .培训项目41第七章技术服务和售后服务421 .技术支持方式422、售后服务421 )硬件产品服务422 )软件产品服务43第一章计划概要1.1项目概要随着网络技术的发展，具有环境感知能力的各种终端、基于网络技术的计算模型等优势，在产业应用领域中物联网越来越广泛，融入工业生产的各个环节，将传统工业提升到智能工业的新阶段。 其中最重要的应用是提高生产过程检测、实时参数采集、生产设备监测、材料消费监测，实现生产过程智能监测、智能控制、智能诊断、智能决策和智能维护汽车制造企业为了在其汽车生产中最大化汽车生产效率，汽车生产线增加了更多的智能设备，汽车车身组装过程全部由智能机器人自动完成，所采用的智能设备来自不同的供应商，所有智能设备的管理、监控和控制都比较孤立， 缺乏集中化管理智能化设备的状态、故障和控制的统一系统平台，使汽车生产的智能化和效率最大化。 为了满足汽车制造企业汽车白车生产线智能设备状态、故障与控制的统一化管理，我们提出了汽车制造企业智能设备自动控制建设方案。汽车制造企业智能设备的自动控制建设方案是以协同中间件系统为基础系统，基础系统通过由数据服务层、物联网感知层、平台服务层等组成的物联网感知层，实现机器人、IO设备、传感器设备等， 能够访问各种智能设备，感测层可以通过协议转换器将智能设备的数据分析为平台数据，传送到平台服务层，平台服务层处理智能设备数据平台服务是整个平台的“大脑”，负责平台的所有设备管理、数据管理、通信管理、权限管理等，平台的服务可以通过标准的通信协议分发，支持第三方系统的协调调用。 物联网感知层支持对所有设备的访问和控制。 该方案在满足汽车制造企业目前智能设备访问控制的同时，为扩大汽车制造企业未来智能制造奠定了IT基础。1.2项目现状一、焊接车间现状分析焊接厂主要生产P/U型轿车车身。 首先，将这些各种部件焊接组装到汽车的前周围、后周围、前底板等车身部件上，然后将这些部件总焊成一体的车身，最后经过补焊、磨削成为最终的白色车身。 焊接厂按照分割手动焊接零件区-分割自动区-总分割自动区的焊接加工工艺，分别为侧周自动区、底板自动区、机舱自动区、集装箱自动区、总分割线和空中运输平台。 这六个地区按照生产技术相互刚性连接。 各区各站点主要由焊接机器人、搬运机器人、点焊机、滑辊搬运和空中搬运吊具、自动螺母焊接、自动喷涂机等自动化设备组成。 能够协调、连续、自动地运行，使现场达到40JPH，每76秒生产一次白色车身的生产节拍。1、设备层焊接厂分为6个生产自动区由PLC 21台构成。 各区线路内PLC相互连接通信交换机形成六个大环，通过通信交换机相互连接形成一个大环，连接控制机系统分析设备运行状况，分析发生故障点的相关信息。 通过现场的PLC收集、统计生产线上的设备状态信息，自动分析故障诊断。 设备同时连接的具体做法是在各PLC上设置独立的以太网卡，连接其中一条现场工业总线2、现场工程监测站现场工程监控站设在现场，由6台工业计算机组成，分别对应现场6个生产区，每台计算机可监控20台焊机。 这6台计算机分别搭载了博世焊机组控制软件、博道软件，通过交换功能与Profinet的网络连接。 通过现场工程监测站，Wincc还可以监测对应的生产区内点焊机、机器人、涂装机、螺丝焊机、工装夹具等的实时状况。3 .信息交流信息交换由西门子开关组成。 一方面通过光纤连接生产线上的21台PLC，对生产线上的设备故障信息进行总结分析，另一方面连接系统的管理层控制台，将分析诊断结果发送到中心办公室的计算机和显示器，同时通过博客软件的Wincc将一部分处理信息进行PLC四、管理层系统的管理层包括工厂设备的中央控制室的计算机，通过控制机器信息交换中心连接，使管理层能够实时从信息交换中心获取当前的分析结果，将此分类归档，形成各种报告书。5、焊机组控制利用博世焊机组控制软件，监测各焊机的焊接过程质量，实时监测现场电焊机工作时供电电压的变化、电流的变化等，将结果发送至信息交换中心，在博世焊机软件设定的中断条件下处理焊机组控制信息，通过焊机控制盘将报警控制信号传递至生产线上的6 .系统构成的软件博中Wincc是系统的主要软件部分，主要运行在管理层和现场工程监控站的计算机上，是设备实时监控系统的主要开发平台。1.3建筑设计1 .协调中间件系统协同中间件系统作为基本系统的内核，根据SOA服务模型构建了一个总体框架，支持基于服务模型的不同应用程序的平台支持跨不同硬件和系统平台的服务呼叫2 .建设理念I .基于“互联网”服务设计思想ii .基于SOA服务体系结构的云服务引擎iii .统一组织机构管理iv .物联网感知层接入各种终端设备v .标准服务接口可与现有系统集成3 .平台结构平台采用中间件结构，以协调中间件系统为基础系统，基础系统通过由数据服务层、物联网感知层、平台服务层等组成的物联网感知层，实现机器人、IO设备、传感器设备等， 能够访问各种智能设备，感测层可以通过协议转换器将智能设备的数据分析为平台数据，传送到平台服务层，平台服务层处理智能设备数据1.4需求分析1 .收集现场6个生产区设备的运行状况信息由于Profinet网络上连接有现场的PLC，因此系统能够实时监视识别当前各生产设备所处的正常运行、停止、故障等各种状态，并在对应的控制台的相应画面上以不同的符号、图形、颜色的变化等形式显示。解决方案：根据不同装置的控制协议开发协议控制器PCI，其中该系统可以通过协议控制器接收从装置传送的数据，并向装置传送控制命令。将设备状态数据传输到相应的控制台，以不同的符号、图形、颜色的变化显示2 .实时分析各生产线发生的设备故障状态和具体部位Profinet网络收集各生产设备的信息，通过博客软件进行集成分析，系统可以判断故障的种类和发生故障的生产线、站点、场所等位置信息，然后将判断结果发送给相应的机床进行显示，提示给维护人员。解决方案：系统维持设备状态辞典信息和位置信息，自动分析设备传来的状态信息，到达故障位置，将故障信息传送给相应的机床3 .分析和统计有关故障的信息系统的上级管理机和控制机在工业设定软件Wincc的平台上，在对主PLC发送来的故障信息进行分类归档处理的同时，在设备维护手册数据库中进行检索，寻找故障发生的场所、故障发生的原因、故障的排除的主要方法然后，该软件将故障发生的时间、地点、原因和故障排除情况记录在设备档案数据库中，并制作各种报告。解决方案：设备自动分析系统传输的故障，按日、周、月、季度、年、位置、原因等进行分类统计，将结果保存在数据库中，用户可实时查询统计报告4 .工厂用博世焊机控制软件控制焊机通电焊接状况利用Profinet DP的高速I/O特性监测现场电焊机焊接情况，按照电焊机组控制原理，有序控制博世焊机控制软件控制的电焊机解决方案：开发了博士焊机协议控制器，将系统连接到博士焊机上，开发了博士焊机的顺序控制功能，可以通过系统向焊机发送顺序控制命令。5 .权限管理实时监视系统设置了四种访问权限：纯客户、操作员、监视服务员和系统管理员。 纯粹的客户访问只能看到系统的概要画面和一些只读画面，操作员能看到单一设备、生产线的详细画面。 能够改变不重要的控制参数的监视服务员能够调整全部控制参数的系统管理者能够制作修正实时监视系统画面和数据库功能等、修正分层网络图、进行节点的动作状态诊断参数的设定等。解决方案：本方案的基本系统具有完全的权限管理，在系统导入时只需制作适当的作用即可。开发设备控制功能，通过系统发送设备控制命令1.5建设目标汽车制造企业智能设备自动化建设方案，进军现代化、科学化、技术化、信息化企业，加强企业自我管理，降低企业管理成本，增加企业利益。 平台建设目标遵循下列原则：l安全性在整个系统中，集成了软件加密、系统安全认证、数据应用层、链路层硬件加密等各种安全对策。 如果系统发生灾难，不仅可以自动恢复，还可以远程维护，最后满足系统的安全性要求。l效率系统采用当前最成熟、最先进的软件系统，大大提高了业务逻辑处理效率。l稳定性软件系统在设计时充分考虑异常和灾难性问题的处理，采用多种安全措施，确保操作系统、数据库、中心服务系统等软件平台的稳定性l可扩展性系统在开发设计时在软件方面充分采用了组件开发和属性配置的方式，使系统具有良好的可扩展性。 系统具有良好的可扩展性，通过增加用户数量或扩大监控范围，可以平稳升级并保护投资。l先进性采用先进的设备和技术手段，使系统具有高效的大数据处理能力l实用性系统终端以图形接口方式操作，并且可在不同环境中使用不同的控制方案。 系统整体操作以方便、简洁、效率为目标，多操作平台整体设计、统一操作充分体现了快速反应的特点，便于员工的业务处理和综合管理，领导层、经营层及时了解各项统计信息和决策信息。l攻击性本系统现在系统的安全认证依赖于Microsoft公司的WIN2008 SVR的生存目录(AD )，成为认证中心。 无论是车载终端还是用户在登录系统时都需要严密的认证，即使认证失败也无法登录系统。 使用AD作为认证中心的优点是，它强烈依赖于操作系统，具有稳定性、可靠性和专业性，并且许多工作由操作系统统一管理，只要当前WINDOW2008安全策略处于一定级别，就可以完全满足我们的需要。 对系统的管理实行严格的权限管理，只有有一定权限的密钥才能访问、监视、相应的管理、控制操作，确保系统的安全性。平台建设应充分考虑各子系统的功能l系统安全性：监视指挥者认证、终端认证等。平台是一个集计算机技术、通信技术于一体的综合系统，充分考虑系统各部分的变化发展，使各部分能够协调协调。1.6建设原则按照汽车制造企业智能设备自动化控制建设方案的建设要求，按照信息系统建设的国家标准，建设原则如下l按照“统一领导、统一规划、统一标准、统一建设”的原则，充分利用现有资源，不再重复建设。l设计上要充分考虑系统各部分的变化发展，使各部分能够协调协调。l技术选择不仅要考虑先进性，还要考虑实用性。 在建设规模上从小到大，根据信道资源的状况和用户的实时性要求，控制目标数可以达到数百台。 系统建设要强调重点，保障紧急。l系统面向第一线，面向业务窗口，必须具备与现有系统和开发系统相对应的接口。l充分考虑网络安全和信息安全，确保网络安全的可靠性。1.7参考标准计算机软件产品开发文档编写指南(GB8567-88 )计算机软件开发规范 (GB8566-88 )计算机软件质量保证计划规范 (GB/T12504-90 )计算机信息系统安全保圹箐级划分准则 (GB/T17859-1999 )信息技术安全技术信息技术安全性评估准则 (GB/T18336-2001 )信息技术开放系统互联高层安全模型 (GB/T17965-200O )信息技术开放系统互联基本参考模型 (GB/