智能制造系統(tǒng)控制技術(shù) 課件

仲崇權(quán)zhongcq@大連理工大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)部教授用協(xié)同自動(dòng)化系統(tǒng)，打造綠色智能工廠智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)仲崇權(quán)zhongcq@dlut.e匯報(bào)提綱-11、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-11、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與智能制造控制系統(tǒng)原油煤炭礦石然油等有機(jī)材料電力等能源動(dòng)力金屬等無(wú)機(jī)材料汽車(chē)高鐵飛機(jī)家電微機(jī)通信紡織輕工食品工程機(jī)械高效、綠色、安全、智能流程制造(DCS/大型PLC)離散制造(PLC/ECU)工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人特種機(jī)器人無(wú)人制造(MC/NC/Robot)智能制造控制系統(tǒng)原油煤炭礦石然油等電力等金屬等汽車(chē)家電紡織工4德國(guó)工業(yè)4.0的特性通過(guò)信息技術(shù)改變制造模式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)工人與制造過(guò)程分離實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)制造過(guò)程的深度參與

德國(guó)工業(yè)4.0的重點(diǎn)是創(chuàng)造智能產(chǎn)品、程序和過(guò)程人、機(jī)器、資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然的相互溝通協(xié)作智能產(chǎn)品和制造過(guò)程與用戶密切結(jié)合，產(chǎn)品功能和服務(wù)能力得到較大提高德國(guó)工業(yè)4.0信息技術(shù)深度融合制造過(guò)程全產(chǎn)業(yè)鏈能夠自組織集成制造具有個(gè)性化制造特征德國(guó)工業(yè)4.0的內(nèi)涵4德國(guó)工業(yè)4.0的特性德國(guó)工業(yè)4.0的重點(diǎn)是創(chuàng)造智能產(chǎn)解決四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：1）數(shù)據(jù)智能采集技術(shù)支持設(shè)備、條碼、IC卡以及視頻等信息集成；信息自動(dòng)獲取。2）全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)

各種生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)全集成，消除各種信息壁壘。3）協(xié)同自動(dòng)化技術(shù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)多種信息集成，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控（HMI）、制造執(zhí)行（MES）、企業(yè)資源管理（ERP）以及產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）。4）制造全信息化技術(shù)

人、機(jī)器、資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然的相互溝通協(xié)作智能制造內(nèi)涵制造智能：隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云制造等技術(shù)的發(fā)展，使制造裝備和過(guò)程與信息技術(shù)深度融合，制造具有概念、判斷、推理以及自診斷、自維護(hù)，自恢復(fù)等能力。如：德國(guó)推出工業(yè)4.0、美國(guó)提出智能制造、日本提出的“智能制造系統(tǒng)計(jì)劃”等

。解決四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：智能制造內(nèi)涵制造智能：隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能裝備和智能產(chǎn)品嵌入式可編程控制器，具有視覺(jué)測(cè)量、距離測(cè)量、環(huán)境測(cè)量、輸出驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行執(zhí)行和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。智能裝備和智能產(chǎn)品嵌入式可編程控制器，具有視覺(jué)測(cè)量、距離測(cè)量智能制造控制系統(tǒng)要解決問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線、車(chē)間級(jí)管理總線組成，多種網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)是控制系統(tǒng)要解決的問(wèn)題開(kāi)放的感知、控制和驅(qū)動(dòng)一體化控制技術(shù)是系統(tǒng)控制技術(shù)的新特點(diǎn)多種信息有效集成和管理為制造過(guò)程智能化提供技術(shù)基礎(chǔ)；統(tǒng)一數(shù)據(jù)描述、一致性、互操作性標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系是技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)智能制造控制系統(tǒng)要解決問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線、車(chē)間級(jí)管匯報(bào)提綱-21、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-21、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與

智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)組成

智能制造控制系統(tǒng)組成:1）單元控制技術(shù)——解決特種儀表、控制器和執(zhí)行器中的關(guān)鍵單元技術(shù)2）系統(tǒng)控制技術(shù)——用可編程系統(tǒng)解決制造高效/安全/綠色等關(guān)鍵技術(shù)3）開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)——程序開(kāi)發(fā)、組態(tài)監(jiān)控和信息集成等開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)4）智能控制技術(shù)——對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化（知識(shí)自動(dòng)化）5）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)——解決不同系統(tǒng)的信息互通和統(tǒng)一理解（不同系統(tǒng)的集成）組件智能制造控制系統(tǒng)DCCENEAS信息開(kāi)發(fā)平臺(tái)（HMI/MES/ERP)網(wǎng)絡(luò)化程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟PLC控制系統(tǒng)可編程控制器（PLC/NC/DCS）關(guān)鍵控制單元EPA/WIA

+其它網(wǎng)絡(luò)嵌入式可編程序控制器單元控制系統(tǒng)控制技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)集成大數(shù)據(jù)的智能控制技術(shù)智能技術(shù)

智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)組成

智能制造控制系統(tǒng)組成:組件智能制控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)融合日趨明顯1）網(wǎng)絡(luò)功能無(wú)處不在（移動(dòng)互聯(lián)）有線無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)成熟現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端可以混合使用控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)融合日趨明顯1）網(wǎng)絡(luò)功能無(wú)處不在（移動(dòng)互聯(lián)系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)2）硬件軟件化趨勢(shì)日益明顯儀表功能集成到控制器中，測(cè)量功能做成軟件功能塊執(zhí)行器中具有可編程控制功能，執(zhí)行器就是一個(gè)可編程序控制器+=+=系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)2）硬件軟件化趨勢(shì)日益明顯儀表功能集成到控制系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)3）可編程控制系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)（板級(jí)，芯片級(jí)）和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）等多種形態(tài)的統(tǒng)一儀表、控制器和驅(qū)動(dòng)器統(tǒng)一成整體控制系統(tǒng)形式多樣化(1)符合工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，(2)具有可編程功能，(3)支持網(wǎng)絡(luò)功能系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)3）可編程控制系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)（板級(jí)，芯片級(jí)匯報(bào)提綱-31、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-31、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與智能工廠：面向產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)和管理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，與現(xiàn)有生產(chǎn)過(guò)程的工藝和設(shè)備運(yùn)行技術(shù)高度集成的新型工廠，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的高效、節(jié)能和可持續(xù)為目標(biāo)。智能工廠的必要技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互操作性大規(guī)模動(dòng)態(tài)建模與仿真智能化自動(dòng)控制可伸縮的、多層次的信息安全智能工廠帶來(lái)的收益降低產(chǎn)品上市周期推動(dòng)動(dòng)態(tài)的、基于需求的生產(chǎn)模式帶來(lái)全局性的競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)使過(guò)程向零事故和零排放方向發(fā)展利用能耗管理與智能電網(wǎng)集成的優(yōu)勢(shì)快速響應(yīng)消費(fèi)者需求的變化智能工廠當(dāng)前的潛在應(yīng)用利用嵌入操作員工具和服務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)操作和提高安全性利用預(yù)防性維護(hù)、統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)和度量進(jìn)行資產(chǎn)管理，提高工廠的可靠性利用智能傳感器檢測(cè)異常，避免非正常和災(zāi)難性事件智能系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、外部智能電網(wǎng)集成，進(jìn)行實(shí)時(shí)能源優(yōu)化智能工廠的定義智能工廠：面向產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技關(guān)鍵技術(shù)1）監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)像生產(chǎn)汽車(chē)一樣生產(chǎn)軟件，像搭積木一樣構(gòu)建系統(tǒng)。由用戶自己開(kāi)發(fā)所需要的軟件，修改、維護(hù)和升級(jí)自由通信業(yè)務(wù)使用統(tǒng)一模型描述。業(yè)務(wù)系統(tǒng)按統(tǒng)一組件化標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)過(guò)程全部工具化。重復(fù)勞動(dòng)環(huán)節(jié)全部自動(dòng)化。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的組件可以快速裝配出適合業(yè)務(wù)需要的系統(tǒng)。不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)間自由通信、協(xié)作，無(wú)縫集成。業(yè)務(wù)變化時(shí)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以快速重組，適應(yīng)變化。快速開(kāi)發(fā)降低成本無(wú)縫集成敏捷應(yīng)變產(chǎn)出產(chǎn)出開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)1裝配裝配開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)2可復(fù)用組件集業(yè)務(wù)系統(tǒng)A業(yè)務(wù)系統(tǒng)B重組新版業(yè)務(wù)系統(tǒng)A將HMI/MES/ERP開(kāi)發(fā)平臺(tái)整合，形成信息集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)，解決制造企業(yè)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)1）監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)像生產(chǎn)汽車(chē)一樣生產(chǎn)軟件，像搭積木項(xiàng)目規(guī)劃（1）建立工廠模型描述相關(guān)的工廠管理及信息層面的邏輯結(jié)構(gòu)部署模型定義系統(tǒng)中各站點(diǎn)服務(wù)器的功能角色，并能在整個(gè)項(xiàng)目周期進(jìn)行調(diào)整，而不受時(shí)間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南拗普麄€(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)劃開(kāi)發(fā)安裝運(yùn)行調(diào)試診斷及維護(hù)升級(jí)擴(kuò)容工廠模型項(xiàng)目規(guī)劃（1）建立工廠模型描述相關(guān)的工廠管理及信息層面的邏輯全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全互聯(lián)制造信息一體化集成平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和制造信息的一體化集成，并對(duì)其進(jìn)行合理的、有效的組織、管理和展示，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)、控制和管理信息的無(wú)縫融合，為制造企業(yè)提供能自主實(shí)現(xiàn)跨層、跨系統(tǒng)的縱向集成和跨應(yīng)用、跨組織的橫向集成的能力。全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全互聯(lián)制造信息一體（3）形成監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)信息開(kāi)發(fā)平臺(tái)說(shuō)明工程開(kāi)發(fā)提供工程創(chuàng)建、編輯等開(kāi)發(fā)功能和運(yùn)行管理功能設(shè)備管理提供設(shè)備描述管理、工程師站配置、設(shè)備拓?fù)渚庉嫻δ茏兞抗芾硖峁┳兞勘砭庉?、變量組編輯功能、IO變量、內(nèi)存變量、HMI的臨時(shí)變量畫(huà)面開(kāi)發(fā)提供圖片庫(kù)、圖形庫(kù)、曲線庫(kù)、表格等豐富部件視頻管理提供視頻控件，軟件具有視頻顯示和管理功能地理信息提供地理信息和場(chǎng)地信息圖形化導(dǎo)航用戶管理提供現(xiàn)場(chǎng)用戶的權(quán)限配置與依據(jù)權(quán)限頁(yè)面操作或發(fā)布功能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取功能，提供外部訪問(wèn)服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)包括歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器報(bào)表管理提供各種報(bào)表模板，與數(shù)據(jù)庫(kù)連接運(yùn)行管理提供操作過(guò)程設(shè)備、人員、原材料、產(chǎn)成品等管理Web發(fā)布提供Web發(fā)布功能，使用移動(dòng)終端訪問(wèn)監(jiān)控頁(yè)面在已有的人機(jī)界面組態(tài)軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程管理在統(tǒng)一一個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，解決車(chē)間運(yùn)行監(jiān)控和管理問(wèn)題。（3）形成監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)信息開(kāi)發(fā)平臺(tái)說(shuō)明工（4）開(kāi)放的智能組件集成技術(shù)以應(yīng)用為目標(biāo)，研發(fā)數(shù)據(jù)分析和處理軟件；建立知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程指導(dǎo)和優(yōu)化；提高整個(gè)制造過(guò)程和產(chǎn)品的智能化水平；將專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成智能應(yīng)用組件(iAPP），形成積累和匯集專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)軟件（4）開(kāi)放的智能組件集成技術(shù)以應(yīng)用為目標(biāo)，研發(fā)數(shù)據(jù)分析和處理關(guān)鍵技術(shù)2）感知、控制和執(zhí)行一體化開(kāi)發(fā)平臺(tái)根據(jù)IEC61131-3、IEC61499和

PLCOPEN等編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)、定義邏輯處理、變量處理、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制和程序控制等圖形化編程指令，以分布式體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)程序統(tǒng)一執(zhí)行平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)全分散系統(tǒng)下的統(tǒng)一編程開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)管理。關(guān)鍵技術(shù)2）感知、控制和執(zhí)行一體化開(kāi)發(fā)平臺(tái)根據(jù)IEC6113（1）程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)支持IEC61131/IEC61499/PLC_Open等標(biāo)準(zhǔn)的圖形化程序開(kāi)發(fā)，支持邏輯、運(yùn)動(dòng)、過(guò)程控制等編程指令。支持程序的編輯、編譯、下載、運(yùn)行、調(diào)試、仿真與監(jiān)控功能。與CAD/CAE/CAM接口。形成制造執(zhí)行系統(tǒng)的自動(dòng)執(zhí)行單元（1）程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)支持IEC61131/IEC61499/（2）網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以無(wú)人工廠的替人裝備專(zhuān)機(jī)或機(jī)器人為目標(biāo)，研發(fā)專(zhuān)機(jī)運(yùn)動(dòng)或機(jī)器人控制系統(tǒng)(1)嵌入式運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)(2)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)(3)嵌入式視覺(jué)定位技術(shù)(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)(5)特種電機(jī)（2）網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以無(wú)人工廠的替人裝備專(zhuān)機(jī)或機(jī)器人為目工業(yè)機(jī)器人技術(shù)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)功能安全（FunctionalSafety）IEC61508系列標(biāo)準(zhǔn)等

物理安全（PhysicalSafety）IEC61010系列標(biāo)準(zhǔn)等

信息安全（Security）IEC62443系列標(biāo)準(zhǔn)等

產(chǎn)品安全的核心是物理安全

網(wǎng)絡(luò)安全的核心是信息安全

安全儀表系統(tǒng)的核心是功能安全關(guān)鍵技術(shù)3）智能制造系統(tǒng)安全技術(shù)控制系統(tǒng)安全分為物理安全、信息安全和功能安全功能安全（FunctionalSafety）物理安全（P人員干預(yù)安全系統(tǒng)(自動(dòng)地)基本自動(dòng)控制過(guò)壓閥,破裂片收集池主動(dòng)的保護(hù)被動(dòng)的保護(hù)災(zāi)難保護(hù)災(zāi)難保護(hù)安全儀表系統(tǒng)(SIS)

過(guò)程值過(guò)程報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)的行為過(guò)程控制系統(tǒng)安全停車(chē)功能安全社區(qū)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)械緩解系統(tǒng)安全儀表系統(tǒng)機(jī)械防護(hù)系統(tǒng)具有操作人員糾正措施的過(guò)程警報(bào)

安全儀表系統(tǒng)基本過(guò)程控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(過(guò)程警報(bào))操作人員監(jiān)督工廠應(yīng)急響應(yīng)過(guò)程（1）功能安全保護(hù)層分級(jí)人員干預(yù)安全系統(tǒng)基本自動(dòng)控制過(guò)壓閥,破裂片收集池主動(dòng)的保護(hù)被昆山中榮金屬制品有限公司鋁粉粉塵爆炸75人死亡,185人受傷美國(guó)西部制藥廠公司聚乙烯粉塵爆炸6人死亡,38人受傷昆山預(yù)防粉塵爆炸的發(fā)生，降低粉塵爆炸危害，必須針對(duì)產(chǎn)生粉塵的制造過(guò)程進(jìn)行安全研究，提高制造安全等級(jí)，避免粉塵爆炸發(fā)生！西部制藥（2）工業(yè)粉塵爆炸預(yù)防、控制昆山中榮金屬制品有限公司鋁粉粉塵爆炸昆山預(yù)防粉塵爆炸的發(fā)生，匯報(bào)提綱-41、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-41、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與DCCE-iFactory智能工廠iFactory針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)如何執(zhí)行、監(jiān)控、追溯等問(wèn)題，提供生產(chǎn)工藝配置、生產(chǎn)資源管理、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和質(zhì)量控制優(yōu)化四大方面的功能，并提供與企業(yè)級(jí)計(jì)劃層、控制層、設(shè)備層的數(shù)據(jù)通信接口，全程管控選料、加工、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)試、包裝，以及維修、回收、報(bào)廢等制造過(guò)程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理，形成高效、節(jié)能、安全、環(huán)保和可持續(xù)改進(jìn)的“智能工廠”，使制造資源利用率最高，滿足智能化、綠色化、精益化的生產(chǎn)需求。下圖是以電子制造過(guò)程為例說(shuō)明。DCCE-iFactory智能工廠iFactory辦公系統(tǒng)辦公系統(tǒng)制造執(zhí)行與企業(yè)資源管理制造執(zhí)行與企業(yè)資源管理設(shè)計(jì)與研發(fā)管理以CMMI模型為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的研發(fā)管理軟件設(shè)計(jì)與研發(fā)管理以CMMI模型為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的研發(fā)管理軟件智能工廠網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集運(yùn)動(dòng)控制離散控制系統(tǒng)數(shù)字化生產(chǎn)線機(jī)器人應(yīng)用對(duì)象高速控制技術(shù)多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)圖形化編程技術(shù)運(yùn)動(dòng)控制器伺服器/變頻器伺服/變頻電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?nèi)容污水處理智慧城市機(jī)器人應(yīng)用平臺(tái)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)儀表功能塊技術(shù)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)器視覺(jué)軟儀表關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?nèi)容管理模型DViewPLC_Config平臺(tái)開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)MES技術(shù)智能控制技術(shù)企業(yè)管理智慧城市智能家居關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用對(duì)象AcquisitionMotionContoli-factoryNetworkedControlSystemiMAN網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制離散控制系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)象高速控制技術(shù)運(yùn)動(dòng)控32大連理工大學(xué)感謝您的聆聽(tīng)和教誨！歡迎批評(píng)指正！大連理工大學(xué)感謝您的聆聽(tīng)和教誨！仲崇權(quán)zhongcq@大連理工大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)部教授用協(xié)同自動(dòng)化系統(tǒng)，打造綠色智能工廠智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)仲崇權(quán)zhongcq@dlut.e匯報(bào)提綱-11、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-11、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與智能制造控制系統(tǒng)原油煤炭礦石然油等有機(jī)材料電力等能源動(dòng)力金屬等無(wú)機(jī)材料汽車(chē)高鐵飛機(jī)家電微機(jī)通信紡織輕工食品工程機(jī)械高效、綠色、安全、智能流程制造(DCS/大型PLC)離散制造(PLC/ECU)工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人特種機(jī)器人無(wú)人制造(MC/NC/Robot)智能制造控制系統(tǒng)原油煤炭礦石然油等電力等金屬等汽車(chē)家電紡織工37德國(guó)工業(yè)4.0的特性通過(guò)信息技術(shù)改變制造模式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)工人與制造過(guò)程分離實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)制造過(guò)程的深度參與

德國(guó)工業(yè)4.0的重點(diǎn)是創(chuàng)造智能產(chǎn)品、程序和過(guò)程人、機(jī)器、資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然的相互溝通協(xié)作智能產(chǎn)品和制造過(guò)程與用戶密切結(jié)合，產(chǎn)品功能和服務(wù)能力得到較大提高德國(guó)工業(yè)4.0信息技術(shù)深度融合制造過(guò)程全產(chǎn)業(yè)鏈能夠自組織集成制造具有個(gè)性化制造特征德國(guó)工業(yè)4.0的內(nèi)涵4德國(guó)工業(yè)4.0的特性德國(guó)工業(yè)4.0的重點(diǎn)是創(chuàng)造智能產(chǎn)解決四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：1）數(shù)據(jù)智能采集技術(shù)支持設(shè)備、條碼、IC卡以及視頻等信息集成；信息自動(dòng)獲取。2）全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)

各種生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)全集成，消除各種信息壁壘。3）協(xié)同自動(dòng)化技術(shù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)多種信息集成，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控（HMI）、制造執(zhí)行（MES）、企業(yè)資源管理（ERP）以及產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）。4）制造全信息化技術(shù)

人、機(jī)器、資源如同在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)里自然的相互溝通協(xié)作智能制造內(nèi)涵制造智能：隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云制造等技術(shù)的發(fā)展，使制造裝備和過(guò)程與信息技術(shù)深度融合，制造具有概念、判斷、推理以及自診斷、自維護(hù)，自恢復(fù)等能力。如：德國(guó)推出工業(yè)4.0、美國(guó)提出智能制造、日本提出的“智能制造系統(tǒng)計(jì)劃”等

。解決四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：智能制造內(nèi)涵制造智能：隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能裝備和智能產(chǎn)品嵌入式可編程控制器，具有視覺(jué)測(cè)量、距離測(cè)量、環(huán)境測(cè)量、輸出驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行執(zhí)行和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。智能裝備和智能產(chǎn)品嵌入式可編程控制器，具有視覺(jué)測(cè)量、距離測(cè)量智能制造控制系統(tǒng)要解決問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線、車(chē)間級(jí)管理總線組成，多種網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)是控制系統(tǒng)要解決的問(wèn)題開(kāi)放的感知、控制和驅(qū)動(dòng)一體化控制技術(shù)是系統(tǒng)控制技術(shù)的新特點(diǎn)多種信息有效集成和管理為制造過(guò)程智能化提供技術(shù)基礎(chǔ)；統(tǒng)一數(shù)據(jù)描述、一致性、互操作性標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系是技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)智能制造控制系統(tǒng)要解決問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線、車(chē)間級(jí)管匯報(bào)提綱-21、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-21、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與

智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)組成

智能制造控制系統(tǒng)組成:1）單元控制技術(shù)——解決特種儀表、控制器和執(zhí)行器中的關(guān)鍵單元技術(shù)2）系統(tǒng)控制技術(shù)——用可編程系統(tǒng)解決制造高效/安全/綠色等關(guān)鍵技術(shù)3）開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)——程序開(kāi)發(fā)、組態(tài)監(jiān)控和信息集成等開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)4）智能控制技術(shù)——對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化（知識(shí)自動(dòng)化）5）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)——解決不同系統(tǒng)的信息互通和統(tǒng)一理解（不同系統(tǒng)的集成）組件智能制造控制系統(tǒng)DCCENEAS信息開(kāi)發(fā)平臺(tái)（HMI/MES/ERP)網(wǎng)絡(luò)化程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟PLC控制系統(tǒng)可編程控制器（PLC/NC/DCS）關(guān)鍵控制單元EPA/WIA

+其它網(wǎng)絡(luò)嵌入式可編程序控制器單元控制系統(tǒng)控制技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)集成大數(shù)據(jù)的智能控制技術(shù)智能技術(shù)

智能制造系統(tǒng)控制技術(shù)組成

智能制造控制系統(tǒng)組成:組件智能制控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)融合日趨明顯1）網(wǎng)絡(luò)功能無(wú)處不在（移動(dòng)互聯(lián)）有線無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)成熟現(xiàn)場(chǎng)總線、控制總線、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端可以混合使用控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)融合日趨明顯1）網(wǎng)絡(luò)功能無(wú)處不在（移動(dòng)互聯(lián)系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)2）硬件軟件化趨勢(shì)日益明顯儀表功能集成到控制器中，測(cè)量功能做成軟件功能塊執(zhí)行器中具有可編程控制功能，執(zhí)行器就是一個(gè)可編程序控制器+=+=系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)2）硬件軟件化趨勢(shì)日益明顯儀表功能集成到控制系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)3）可編程控制系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)（板級(jí)，芯片級(jí)）和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）等多種形態(tài)的統(tǒng)一儀表、控制器和驅(qū)動(dòng)器統(tǒng)一成整體控制系統(tǒng)形式多樣化(1)符合工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，(2)具有可編程功能，(3)支持網(wǎng)絡(luò)功能系統(tǒng)控制技術(shù)趨勢(shì)3）可編程控制系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)（板級(jí)，芯片級(jí)匯報(bào)提綱-31、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與趨勢(shì)3、突破幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)4、應(yīng)用案例匯報(bào)提綱-31、智能制造控制技術(shù)與問(wèn)題2、系統(tǒng)控制技術(shù)與智能工廠：面向產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)和管理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，與現(xiàn)有生產(chǎn)過(guò)程的工藝和設(shè)備運(yùn)行技術(shù)高度集成的新型工廠，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的高效、節(jié)能和可持續(xù)為目標(biāo)。智能工廠的必要技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互操作性大規(guī)模動(dòng)態(tài)建模與仿真智能化自動(dòng)控制可伸縮的、多層次的信息安全智能工廠帶來(lái)的收益降低產(chǎn)品上市周期推動(dòng)動(dòng)態(tài)的、基于需求的生產(chǎn)模式帶來(lái)全局性的競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)使過(guò)程向零事故和零排放方向發(fā)展利用能耗管理與智能電網(wǎng)集成的優(yōu)勢(shì)快速響應(yīng)消費(fèi)者需求的變化智能工廠當(dāng)前的潛在應(yīng)用利用嵌入操作員工具和服務(wù)信息系統(tǒng)的數(shù)字化控制系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)操作和提高安全性利用預(yù)防性維護(hù)、統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)和度量進(jìn)行資產(chǎn)管理，提高工廠的可靠性利用智能傳感器檢測(cè)異常，避免非正常和災(zāi)難性事件智能系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、外部智能電網(wǎng)集成，進(jìn)行實(shí)時(shí)能源優(yōu)化智能工廠的定義智能工廠：面向產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技關(guān)鍵技術(shù)1）監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)像生產(chǎn)汽車(chē)一樣生產(chǎn)軟件，像搭積木一樣構(gòu)建系統(tǒng)。由用戶自己開(kāi)發(fā)所需要的軟件，修改、維護(hù)和升級(jí)自由通信業(yè)務(wù)使用統(tǒng)一模型描述。業(yè)務(wù)系統(tǒng)按統(tǒng)一組件化標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)過(guò)程全部工具化。重復(fù)勞動(dòng)環(huán)節(jié)全部自動(dòng)化。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的組件可以快速裝配出適合業(yè)務(wù)需要的系統(tǒng)。不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)間自由通信、協(xié)作，無(wú)縫集成。業(yè)務(wù)變化時(shí)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以快速重組，適應(yīng)變化?？焖匍_(kāi)發(fā)降低成本無(wú)縫集成敏捷應(yīng)變產(chǎn)出產(chǎn)出開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)1裝配裝配開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)2可復(fù)用組件集業(yè)務(wù)系統(tǒng)A業(yè)務(wù)系統(tǒng)B重組新版業(yè)務(wù)系統(tǒng)A將HMI/MES/ERP開(kāi)發(fā)平臺(tái)整合，形成信息集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)，解決制造企業(yè)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)1）監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)像生產(chǎn)汽車(chē)一樣生產(chǎn)軟件，像搭積木項(xiàng)目規(guī)劃（1）建立工廠模型描述相關(guān)的工廠管理及信息層面的邏輯結(jié)構(gòu)部署模型定義系統(tǒng)中各站點(diǎn)服務(wù)器的功能角色，并能在整個(gè)項(xiàng)目周期進(jìn)行調(diào)整，而不受時(shí)間網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南拗普麄€(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)劃開(kāi)發(fā)安裝運(yùn)行調(diào)試診斷及維護(hù)升級(jí)擴(kuò)容工廠模型項(xiàng)目規(guī)劃（1）建立工廠模型描述相關(guān)的工廠管理及信息層面的邏輯全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全互聯(lián)制造信息一體化集成平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和制造信息的一體化集成，并對(duì)其進(jìn)行合理的、有效的組織、管理和展示，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)、控制和管理信息的無(wú)縫融合，為制造企業(yè)提供能自主實(shí)現(xiàn)跨層、跨系統(tǒng)的縱向集成和跨應(yīng)用、跨組織的橫向集成的能力。全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)（2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全互聯(lián)制造信息一體（3）形成監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)信息開(kāi)發(fā)平臺(tái)說(shuō)明工程開(kāi)發(fā)提供工程創(chuàng)建、編輯等開(kāi)發(fā)功能和運(yùn)行管理功能設(shè)備管理提供設(shè)備描述管理、工程師站配置、設(shè)備拓?fù)渚庉嫻δ茏兞抗芾硖峁┳兞勘砭庉嫛⒆兞拷M編輯功能、IO變量、內(nèi)存變量、HMI的臨時(shí)變量畫(huà)面開(kāi)發(fā)提供圖片庫(kù)、圖形庫(kù)、曲線庫(kù)、表格等豐富部件視頻管理提供視頻控件，軟件具有視頻顯示和管理功能地理信息提供地理信息和場(chǎng)地信息圖形化導(dǎo)航用戶管理提供現(xiàn)場(chǎng)用戶的權(quán)限配置與依據(jù)權(quán)限頁(yè)面操作或發(fā)布功能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取功能，提供外部訪問(wèn)服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)包括歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器，與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器報(bào)表管理提供各種報(bào)表模板，與數(shù)據(jù)庫(kù)連接運(yùn)行管理提供操作過(guò)程設(shè)備、人員、原材料、產(chǎn)成品等管理Web發(fā)布提供Web發(fā)布功能，使用移動(dòng)終端訪問(wèn)監(jiān)控頁(yè)面在已有的人機(jī)界面組態(tài)軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程管理在統(tǒng)一一個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，解決車(chē)間運(yùn)行監(jiān)控和管理問(wèn)題。（3）形成監(jiān)控管理開(kāi)發(fā)平臺(tái)信息開(kāi)發(fā)平臺(tái)說(shuō)明工（4）開(kāi)放的智能組件集成技術(shù)以應(yīng)用為目標(biāo)，研發(fā)數(shù)據(jù)分析和處理軟件；建立知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程指導(dǎo)和優(yōu)化；提高整個(gè)制造過(guò)程和產(chǎn)品的智能化水平；將專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成智能應(yīng)用組件(iAPP），形成積累和匯集專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)軟件（4）開(kāi)放的智能組件集成技術(shù)以應(yīng)用為目標(biāo)，研發(fā)數(shù)據(jù)分析和處理關(guān)鍵技術(shù)2）感知、控制和執(zhí)行一體化開(kāi)發(fā)平臺(tái)根據(jù)IEC61131-3、IEC61499和

PLCOPEN等編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)、定義邏輯處理、變量處理、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制和程序控制等圖形化編程指令，以分布式體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)程序統(tǒng)一執(zhí)行平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)全分散系統(tǒng)下的統(tǒng)一編程開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)管理。關(guān)鍵技術(shù)2）感知、控制和執(zhí)行一體化開(kāi)發(fā)平臺(tái)根據(jù)IEC6113（1）程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)支持IEC61131/IEC61499/PLC_Open等標(biāo)準(zhǔn)的圖形化程序開(kāi)發(fā)，支持邏輯、運(yùn)動(dòng)、過(guò)程控制等編程指令。支持程序的編輯、編譯、下載、運(yùn)行、調(diào)試、仿真與監(jiān)控功能。與CAD/CAE/CAM接口。形成制造執(zhí)行系統(tǒng)的自動(dòng)執(zhí)行單元（1）程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)支持IEC61131/IEC61499/（2）網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以無(wú)人工廠的替人裝備專(zhuān)機(jī)或機(jī)器人為目標(biāo)，研發(fā)專(zhuān)機(jī)運(yùn)動(dòng)或機(jī)器人控制系統(tǒng)(1)嵌入式運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)(2)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)(3)嵌入式視覺(jué)定位技術(shù)(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)(5)特種電機(jī)（2）網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以無(wú)人工廠的替人裝備專(zhuān)機(jī)或機(jī)器人為目工業(yè)機(jī)器人技術(shù)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)功能安全（FunctionalSafety）IEC61508系列標(biāo)準(zhǔn)等

物理安全（PhysicalSafety）IEC61010系列標(biāo)準(zhǔn)等

信息安全（Security）IEC62443系列標(biāo)準(zhǔn)等

產(chǎn)品安全的核心是物理安全

網(wǎng)絡(luò)安全的核心是信息安全

安全儀表系統(tǒng)的核心是功能安全關(guān)鍵技術(shù)3）智能制造系統(tǒng)安全技術(shù)控制系統(tǒng)安全分為物理安全、信息安全和功能安全功能安全（FunctionalSafety）物理安全（P人員干預(yù)安全系統(tǒng)(自動(dòng)地)基本自動(dòng)控制過(guò)壓閥,破裂片收集池主動(dòng)的保護(hù)被動(dòng)的保護(hù)災(zāi)難保護(hù)災(zāi)難保護(hù)安全儀表系統(tǒng)(