智能制造系统感知分析与决策 第2章 制造系统感知技术.ppt

*设备及物料感知物料状态信息感知在现今的智能物料输送系统中，要实现各类设备能够互联互通互操作，必须在一个完整的物联网架构中完成，主要包含三个层次：底层是用来感知信息、获取数据的感知层；第二层是进行数据传输的网络层，通过无线局域网、3G技术、4G技术等移动通信网将获取得到的信息传递给应用层，同时将应用层的指令信息传达给感知层；最上层则是完成控制决策、数据可视化的应用层，通过与企业的具体应用场合的深度融合，结合企业资源管理系统以及制造执行系统、云计算等技术，来完成设备间的智能感知互联。设备及物料感知物料状态信息感知1.智能终端的大量使用，使得工作人员以及相关设备状态能够及时获取，这也是企业实现MES以及ERP系统重要的一环；2.底层设备智能化，不仅仅包含自动化的生产，同时包含设备运行状态相关数据的采集与处理，具备丰富的感知，并且能够实现初步的自适应生产与诊断能力；3.具备大量的智能感知单元，如智能电机运行参数如温度、转矩、转速、电流等重要参数的获取；4.拥有广泛的无线传感网络（WSN），传感网络中的各传感节点具备自组网功能，能够将各个生产环节的大量相关数据进行大数据分析与处理，从而达到对整个智能物料输送系统物料输送系统作为自动化生产线必不可少的一个环节，主要包含输送线、自动化生产设备、移载机构、物流小车(AGV)、机器人、作业人员等部分组成。整个生产任务的完成都必须建立在高效、稳定且可靠的物料输送系统的基础上，针对传统物料输送系统的无法满足当今工厂多产量、多品种的产品生产需要，因此，研制一套智能物料输送系统迫在眉睫，其智能性主要体现在：设备及物料感知物料状态信息感知

面向智能物料输送系统的诸多信息中，基于物联网的现场实时数据采集实现智能化生产的重要组成部分，不仅仅利用底层的传感器感知单元来采集生产现场数据，同时通过CAD、CAM、CAPP等生产制造信息系统来获取一线的生产制造数据，并将两者数据通过一系列的互联技术达到上层对底层设备、人员、物料等相关信息的监控。目前，针对国内外的总体数据采集技术而言，在采集系统实时工况信息以及设备运行信息的方式上主要可分为三种类别：传感器检测与采集技术、自动识别技术以及自动化设备标准化接口采集技术。设备及物料感知传感器检测与采集技术在实际的物料输送系统中，传感器的应用无处不在，无论是对于工位点工件有无的检测，还是距离工件远近的检测等，都发挥着重要作用。一般而言，作为评价传感器性能好坏的指标主要包含两方面：采样精度与采样速度，其中表示采样精度的有传感器的线性度、灵敏度、分辨力三个层面，线性度表征了传感器实际测量效果与理论效果的误差表现；灵敏度是指输出量与输入量的量纲之比；分辨力是指感受到外部测量量最小变化的能力。一般而言，由于物料输送系统线路较长、设备布局较为分散，因此采用集散型多传感器数据采集系统，不仅结构简单、成本低、而且对环境要求不高，易组成系统。设备及物料感知传感器检测与采集技术传感器数据采集系统结构设备及物料感知自动识别技术自动识别技术是利用一定的识别装置，通过识别装置与物品之间的接近活动，进而自动获取相关信息，并将这些信息提供给后台计算机处理的一项技术。一般而言，自动识别技术主要包括条码识别技术、射频识别技术、光学字符识别技术、磁卡及智能卡识别技术、生物识别技术、语音识别与视觉识别技术等，如下图所示。这些技术都是通过嵌入式智能终端通过各种光电感应、磁感应以及人工智能技术来完成相应的自动识别功能。

面对智能物料输送系统，利用自动识别技术确实能够较好的将员工信息、物料信息、加工信息、装配信息等采集起来，获取当前生产状态下的实时数据，进一步提高整个系统的感知能力。设备及物料感知自动识别技术自动识别技术分类面对智能物料输送系统，利用自动识别技术确实能够较好的将员工信息、物料信息、加工信息、装配信息等采集起来，获取当前生产状态下的实时数据，进一步提高整个系统的感知能力。设备及物料感知自动化设备标准化接口采集技术在整个物料输送系统中，工业自动化设备提供标准接口，如RS232、RS485、CAN、Ethernet、OPC、IO信号，用户可直接采集数据。OPC作为国际通用通讯规范，解决了设备间互联互通问题，采用C/S模式，方便系统集成与二次开发。多数设备留有此接口，连接后可实现数据采集。大型系统中，触摸屏等显示设备通过人工输入完成数据交互，这部分数据也可采集。设备及物料感知智能物料输送感知系统的实例设计多AGV系统实现RFID信息感知和多源信息综合调度，通过Zigbee网络感知AGV状态，支持视觉和磁导引巡航，提高系统运作效率。

智能摩擦输送线由16个独立电机驱动单元组成，通过无线组网上传状态信息，OPC和CAN总线控制多条悬