《智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用》第五章 - 5.3智能制造柔性運(yùn)行控制系統(tǒng)

智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用高等職業(yè)教育“十三五”規(guī)劃教材

第五章

智能制造柔性系統(tǒng)第一節(jié)智能制造柔性系統(tǒng)概述第二節(jié)智能制造柔性硬件系統(tǒng)第三節(jié)智能制造柔性運(yùn)行控制系統(tǒng)第四節(jié)智能制造柔性系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例第五節(jié)智能制造計算機(jī)集成系統(tǒng)智能制造柔性運(yùn)行控制系統(tǒng)3第三節(jié)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)控制系統(tǒng)是FMS的核心，它管理和協(xié)調(diào)FMS內(nèi)各項活動，以保證生產(chǎn)計劃的完成，實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)效率。由于FMS是一個復(fù)雜的自動化集成體，其控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和性能直接影響整個FMS的柔性,可靠性和自動化程度。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)

FMS少數(shù)由人工控制，大多由計算機(jī)控制。如裝卸，調(diào)整和維修少數(shù)操作由人工控制完成，而其他的操作基本由計算機(jī)自動控制完成。正是由于其控制范圍廣，所以其承擔(dān)的任務(wù)較繁重。為避免用一臺計算機(jī)過于集中控制，目前幾乎所有的FMS都采用了多級計算機(jī)遞階控制結(jié)構(gòu)，以此來分散主計算機(jī)的負(fù)荷，提高系統(tǒng)的可靠性，同時也便于控制系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)通常采用遞階控制的結(jié)構(gòu)形式，即通過對系統(tǒng)的控制功能進(jìn)行正確、合理地分解，劃分成若干層次，各層次分別進(jìn)行獨(dú)立處理，完成各自的功能，層與層之間在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的支持下，保持信息交換，上層向下層發(fā)送命令，下層向上層回送命令的執(zhí)行結(jié)果。

通過信息聯(lián)系，構(gòu)成完整的系統(tǒng)，以減少全局控制的難度和控制軟件開發(fā)的難度。

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)FMS控制與管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)遞階控制結(jié)構(gòu)：將復(fù)雜系統(tǒng)分層分模塊設(shè)置，各層相對獨(dú)立，便于系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)。遞階控制特點(diǎn)：愈往底層，實(shí)時性愈強(qiáng)；愈到上層，處理信息量愈大，實(shí)時性要求愈小。FMS三層遞階控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)管理與控制層（單元控制層）-接受上級任務(wù)，制定系統(tǒng)作業(yè)計劃，進(jìn)行任務(wù)分配，監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行；過程協(xié)調(diào)與監(jiān)控層（工作站層）-加工程序分配、協(xié)調(diào)工件流動、運(yùn)行狀態(tài)采集監(jiān)控、向上層反饋信息；設(shè)備控制層-控制設(shè)備工作循環(huán)，執(zhí)行上層控制指令，反饋現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)單元控制器銑削工作站車削工作站……物流管理工作站CNCNo1CNCNo2PLC自動化倉庫AGVROBOT刀具管理...FMS遞階控制結(jié)構(gòu)CNCNo1CNCNo2PLC...單元層工作站層設(shè)備層控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)現(xiàn)場總線ProfibusethernetWin-ACCP5613(一類主站)P4微機(jī)Win-CC(二類主站)ET200I/O接口工業(yè)機(jī)器人數(shù)控銑床加工中心成品庫毛坯庫RGV緩沖庫CAD/CAMMISProfibus接口DNC管理層單元層設(shè)備層YG－FMS單元控制器層次結(jié)構(gòu)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)

FMS單元控制器功能通信管理與運(yùn)行控制--實(shí)現(xiàn)上下層信息通訊，控制內(nèi)部模塊運(yùn)行；系統(tǒng)信息管理--對單元信息進(jìn)行存儲、管理和維護(hù)；作業(yè)計劃制定--根據(jù)上級下達(dá)任務(wù)制定本單元作業(yè)計劃，并進(jìn)行計劃調(diào)整；系統(tǒng)作業(yè)調(diào)度--具有系統(tǒng)仿真、靜/動態(tài)調(diào)度、系統(tǒng)資源調(diào)度等功能；系統(tǒng)過程監(jiān)控--監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)變化，故障處理，其結(jié)果傳送至系統(tǒng)信息管理模塊和上級控制器。第五章

智能制造柔性系統(tǒng)FMS單元控制器的功能模型

FMS控制系統(tǒng)的信息流第五章

智能制造柔性系統(tǒng)第五章

智能制造柔性系統(tǒng)質(zhì)量保證體系柔性制造系統(tǒng)是一個將機(jī)械制造、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、信息通訊技術(shù)集于一身的具有高度自動化水平、高度柔性的先進(jìn)制造系統(tǒng)。質(zhì)量保證系統(tǒng)QAS(QualityAssuranceSystem)是其一個重要組成部分。柔性制造環(huán)境下的質(zhì)量保證系統(tǒng)的作用在于：(1)通過質(zhì)量信息的集成，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息的及時處理與反饋，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量及制造過程的改善。(2)可以將用戶的需求直接用于控制產(chǎn)品的設(shè)計工作，并對設(shè)計及工藝進(jìn)行分析和審核，盡早發(fā)現(xiàn)在制造過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計階段保證產(chǎn)品質(zhì)量。(3)及時向操作者和管理人員提供正確的制造過程信息及產(chǎn)品質(zhì)量信息。第五章

智能制造柔性系統(tǒng)質(zhì)量保證系統(tǒng)特點(diǎn)對產(chǎn)品的整個制造過程進(jìn)行質(zhì)量控制。通過分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)及計算機(jī)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息的提取、交換、共享和處理。廣泛采用各種智能技術(shù)(專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等)進(jìn)行各種復(fù)雜信息處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。強(qiáng)調(diào)在質(zhì)量問題的“源”處控制質(zhì)量，即在質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的初期進(jìn)行控制，而不是僅僅對已產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷進(jìn)行處理；進(jìn)行過程控制而不僅僅是產(chǎn)品控制。第五章

智能制造柔性系統(tǒng)質(zhì)量保證(QA)是指：對某一產(chǎn)品或服務(wù)能滿足規(guī)定質(zhì)量要求，提供適當(dāng)信任所必需的全部有計劃、有系統(tǒng)的活動。質(zhì)量管理(QM)是指：制定和實(shí)施質(zhì)量方針的全部管理職能。質(zhì)量控制