Разработка инструментария для мониторинга и настройки разнородных мехатронных систем на основе унификации программных компонентов

• Автор: Соколов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Введение.

1 Анализ существующих решений в области мониторинга и

настройки параметров мехатронных устройств.

1.1 Задачи мониторинга и настройки параметров в системах числового

программного управления мехатронным оборудованием

1.1.1 Объект и субъект мониторинга и настройки параметров системы

управления мехатронным оборудованием

1.1.2 Задачи мониторинга и настройки параметров в системе ЧГ1У

механообрабатывающим оборудованием

1.1.3 Задачи мониторинга и настройки параметров в системах на

основе ПЛК
1.2 Анализ систем мониторинга и настройки параметров мехатронного
оборудования разных производителей.
1.2.1 Настройка параметров в системах управление ii фирмы i
1.2.2 Система визуализации i II i
1.2.3 Мониторинг и настройка параметров в системе 3 .
1.3 Обзор и выбор технологий разработки.
1.4 Анализ патентной чистоты проводимых научных разработок
1.5 Постановка задач исследования.
2 Классификация способов представления данных и выявление
существующих взаимосвязей в системах мониторинга и настройки
параметров
2.1 Способы представления информации в системах управления
мехатронным оборудованием
2.1.1 Отображение текущего значения параметра.
2.1.2 Отображение значения параметра во времени.
2.1.3 Мониторинг значения параметра.
2.1.4 Обобщенный метод представления информации в системах
управления мехатронным оборудованием.
2.2 Выявление набора общих компонентов в системах мониторинга и настройки параметров различных мехатронных систем.
2.3 Классификация пользовательских приложений мониторинга и настройки параметров.
2.3.1 Текстовое представление значения параметров.
2.3.2 Табличное представление параметров
2.3.3 Графическое развертка значений параметров во времени
2.3.4 Графическая визуализация параметров.
2.4 Выводы по второй главе
3 Разработка обобщенной архитектурной модели и метода построения инструментария мониторинга и настройки параметров разнородных мехатронных систем
3.1 Обобщенная архитектурная модель инструментария мониторинга и настройки параметров.
3.1.1 Агент мониторинга и настройки параметров
3.1.2 Терминальный клиент мониторинга и настройки.
3.1.3 Организация сетевого взаимодействия между агентом
мониторинга и настройки и прикладным приложением.
3.2 Метод построения инструментария мониторинга и настройки параметров
3.2.1 Метод и его составляющие
3.3 Выводы по третьей главе.
4 Создание на базе разработанного метода инструментария мониторинга и настройки параметров для системы управления роботом и системы ЧГГУ
4.1 Разработка инструментария мониторинга и настройки для системы управления промышленным роботом
4.1.1 Визуализация параметров в системе управления мехатронным
оборудованием.
4.1.2 Разработка схемы языка описания интерфейса визуализации
параметров системы управления промышленным роботом
4.1.3 Создание инструментария мониторинга и настройки для
системы управления промышленным роботом ТУР.
4.2 Разработка системы мониторинга и настройки для цифрового привода системы ЧТ1У.
4.2.1 Модель представления данных цифрового осциллографа.
4.2.2 Реализация механизма хранения данных
4.2.3 Построение вычислительной подсистемы
4.3 Выводы по четвертой главе.
Основные выводы и результаты работы
Список литературы


По своей сути система мониторинга и настройки параметров является специализированной информационной системой в составе системы управления мехатронным оборудованием. Анализ развития современных систем управления 7 8 9 позволяет выделить тенденцию к объединению разработок и созданию единого информационного пространства для проектов промышленной автоматизации . Расширение функциональности системы мониторинга и настройки параметров осуществимо при помощи встраивания компонентов сторонних производителей, т. Таким путем можно внедрить новую функциональность в пользовательские приложения мониторинга и настройки и организовать взаимодействие с системами управления более высокого уровня, т. Увеличение сложности процессов автоматизации в промышленности ведет к росту требований, предъявляемых к системам мониторинга и настройки параметров. Поэтому круг наиболее привлекательных для конечного пользователя задач, решаемых прикладной составляющей подобных систем, развивается наиболее динамично. С другой стороны, существенный прогресс в развитии вычислительной, коммуникационной аппаратуры, в инструментальных средствах и технологиях разработки программного обеспечения создат предпосылки для решения качественно новых задач в этой области . Аначиз подсистем мониторинга и настройки параметров в системах управления мехатронным оборудованием ведущих мировых разработчиков i, x, , 3 и др. В результате исследования было определено, что наиболее перспективным является способ построения системы мониторинга и настройки параметров в виде открытой модульной системы на основе интеграции специализированных программных компонентов как собственной разработки, так и сторонних производителей. Таким образом, тема диссертации, направленная на расширение возможностей мониторинга и настройки систем числового программного управления мехатронными устройствами является актуальной. Теоретические исследования в работе базировались на методах системного анализа, объектноориентированного проектирования декомпозиции, абстракции, иерархии, концепции объектноориентированного программирования. Использовались теоретические основы технологий . X xi . Следует отметить, что в последнее время наиболее динамично развивается и растт, область человекомашинного интерфейса I систем управления. Развитие в области технологий аппаратного и программного обеспечения привело к совершенствованию и повышению точности устройств отображения и систем, которыми оно управляет. Продуманная графика и анимация, а также способность выполнять более сложные функции, расширенные возможности соединения и беспроводной связи стимулируют разработку программного обеспечения и развитие в этой области . Платформа i . X технологий, а разработанный специально для этой платформы язык программирования обладает простым синтаксисом наряду со всеми возможностями объектноориентированного подхода. ОРС расширяет свои спецификации и предлагает средства разработки и сертификации разработок на базе стандарта как для производителей средств автоматизации, так и для разработчиков программного обеспечения. Современные мехатронные объекты представляют собой сложные программноаппаратные комплексы для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратнопрограммной интеграцией составляющих элементов, имеющих различную физическую природу . Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система создастся как можно более монолитной, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. Универсальная направленность мехатронных модулей, то есть возможность адаптации мехатронного модуля для работы в различном окружении и с различными типами систем, приводит к тому, что математическая модель, лежащая в основе функционирования модуля, обладает большим количеством настраиваемых параметров. Например, для цифрового следящего привода таких параметров может быть до нескольких тысяч .