工业制造装置群远程监控系统技术

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文工业制造装置群远程监控系统技术硕士研究生：孙凌旭指导教师：刘胜教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：李芃副教授哈尔滨工程大学2018年3月工业制造装置群远程监控系统技术孙凌旭哈尔滨工程大学分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文工业制造装置群远程监控系统技术硕士研究生：孙凌旭指导教师：刘胜教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationforth

2、eDegreeofM.EngTechnologyofremotemonitoringsystemforin-dustrialmanufacturingunitCandidate:SunLingxuSupervisor:Prof.LiuShengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineering

3、University哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部

4、门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日工业制造装置群远程监控系统技术摘要随着“中国制造2025”和“德国工业4.0”等概念的提出，目前制造业由机械化迈向数字化、智能化

5、的产业升级方向已经成为潮流和趋势，而实现智能制造的前提之一就是要实现装备的互联互通与车间现场的网络化。因此关于制造装备的远程监控技术的研究对于提升装备互联水平，助力产业升级有很重要的意义。本课题设计一套对分散于多地的工业制造装置群进行实时监测的远程监控系统，能够实现在异地查看位于远端的装备的工况和视频画面，并对故障和危险进行报警。首先，对远程监控系统进行功能需求分析，提出了远程监控系统的技术方案设计，并依据信息的流向与系统自身空间特点，将系统划分为现场信息采集、信息预处理、信息传输和信息的接收四个单元。现场信息由PLC、传感器和网络摄像头共同采集后进行分类、剔除奇异项

6、、压缩等预处理，经车间现场由无线和有线网络组成的局域网与互联网进行传输，在远端服务器处对信息完成显示、存储、报警等综合的分析和处理。其次，将现场采集到的非视频信息依据更新频率划分为工况信息和运行数据，前者采用被动采集方式，即只有在操作人员主动变更时才进行采集传输，后者产生数据量较大，因此先通过一阶差分法剔除因外部干扰而产生的奇异点，再对其采用BS-PLOT算法进行压缩。利用在MATLAB搭建相应的数学模型，验证了所提出的优化算法的有效性，由此可以节省网络带宽，提高系统稳定性。然后将远程监控的信息传输划分为局域网和互联网的远程信息传输两部分。对于局域网部分，PLC与网络

7、摄像头基于TCP/IP协议以采用有线方式组网，其他难以布线采集的信息则采用WISE模块以InfrastructureMode模式按照IEEE802.11b/g标准完成无线组网，针对现场复杂环境和无线接入点覆盖面积易受影响的特点，采用多AP模式，即保障每个WISE模块都至少有两个无线AP覆盖。同时在网络传输过程中对于时延和丢包等对系统的影响进行了研究；而对于视频信息的传输则提出了基于流媒体质量的自适应算法，提升视频监控显示效果。经仿真验证，算法优化效果明显。最后以锻压机床为例，采用网际组态软件WebAccess开发的工业制造装置群的远程监控系统，系统具