Введение
1 Анализ предметной области 5
1.1 Выявление недостатков гибкой производственной системы в НЧИ КФУ5
1.2 Состав и назначение MES системы 5
1.3 Обзор инструментов для MES системы 9
1.4 Интеграция MES системы 18
1.5 Описание существующих способов интеграции 21
1.6 Постановка цели и задач 23
2 Разработка структуры системы планирования 24
2.1 Разработка интегрированной автоматизированной системы
оперативного управления предприятием 24
2.2 Выбор инструмента для MES системы 30
2.3 Выбор SCADA системы 35
2.4 Выбор способа интеграции SCADA системы WinCC OA и APS системы
Preactor 38
2.5 Разработка бизнес-процесса оперативного планирования 39
2.6 Разработка схемы потоков данных между системами SCADA WinCC
OA и Preactor 43
3 Реализация программной части 45
3.1 Составление производственных расписаний в Preactor 45
3.2 Разработка автоматизированного планирования по методам и критерия
планирования 48
3.3 Описание процесса перепланирования в случае аварий 69
3.4 Составление отчетов 71
3.5 Разработка визуализации ГПС в SCADA системе WinCC OA 75
2
3.6 Разработка алгоритма взаимодействия обмена данными между MES/Preactor и SCADA/WinCC OA 76
3.6.1 Передача задании на производство из системы Preactor в систему
WinCC OA 81
3.6.2 Передача отчетов о выполнений заказа из системы WinCC OA в
Preactor 84
3.6.3 Передача аварий об оборудований из системы WinCC OA в Preactor.
87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 92
ПРИЛОЖЕНИЕ А 93
Данная выпускная квалификационная работа выполнен на актуальную тему для гибких производственных систем (ГПС), тесно связанную с реальными планами производства, решая практическую задачу по разработке и внедрению программного обеспечения автоматизированного управления производственным процессом.
Гибкая производственная система (ГПС, FMS) - это производственная система, в которой существует определенная гибкость, которая позволяет системе реагировать в случае изменений, независимо от того, были ли они предсказаны или непредсказуемы. Как правило, эта гибкость подразделяется на две категории, которые содержат множество подкатегорий.
Первая категория, гибкость маршрутизации, включает в себя способность системы быть измененной для производства новых типов продуктов и возможность изменять порядок операций, выполняемых на части. Вторая категория называется гибкостью машины, которая состоит из возможности использовать несколько машин для выполнения одной и той же операции на части, а также способность системы поглощать широкомасштабные изменения, такие как объем, емкость или возможности.
Система управления процессом производства должна быть построена таким образом, чтобы обеспечить разумный компромисс между желанием максимально загрузить имеющееся оборудование и необходимостью обеспечить короткое время выполнения заказа. Так же она должна быть оперативной. Оперативность системы управления подразумевает, что она должна базироваться на современных компьютерно-сетевых технологиях, а сложность решаемых задач накладывает требование "интеллектуальности" такой системы управления.
Таким образом, в результате проделанных работ по
сформулированным требованиям была разработана система автоматизированного производственного планирования технологическими процессами. Система разрабатывалась для гибких производственных систем РТК. Система умеет автоматический планировать, обрабатывать и взаимодействовать с данными других систем.
В ходе работы были решены следующие задачи:
- произведен анализ программных плтформ
- выбран соответствующий инструмент для MES системы Simatic
IT Preactor. Так как данная система удовлетворяет всем требования гибкой производственной системы: учитывает вторичные ограничения,
оптимизирует план производства, учитывает загруженность ресурсов и склада
- было разработано автоматизированное планирование технологическими процессами по трем методам планирования
- распределены функции MES системы по таким системам как: Preactor и WinCC OA.
- были разработаны структуры XML-пакетов для передачи информации между уровнями MES и SCADA, а также описаны и стандартизированы структуры передаваемых XML - файлов между системами.
