《智能制造基础与应用》第五章 - 5.3智能制造柔性运行控制系统

智能制造基础与应用高等职业教育“十三五”规划教材

第五章

智能制造柔性系统第一节智能制造柔性系统概述第二节智能制造柔性硬件系统第三节智能制造柔性运行控制系统第四节智能制造柔性系统应用实例第五节智能制造计算机集成系统智能制造柔性运行控制系统3第三节第五章

智能制造柔性系统控制系统是FMS的核心，它管理和协调FMS内各项活动，以保证生产计划的完成，实现最大的生产效率。由于FMS是一个复杂的自动化集成体，其控制系统的体系结构和性能直接影响整个FMS的柔性,可靠性和自动化程度。控制系统的结构第五章

智能制造柔性系统

FMS少数由人工控制，大多由计算机控制。如装卸，调整和维修少数操作由人工控制完成，而其他的操作基本由计算机自动控制完成。正是由于其控制范围广，所以其承担的任务较繁重。为避免用一台计算机过于集中控制，目前几乎所有的FMS都采用了多级计算机递阶控制结构，以此来分散主计算机的负荷，提高系统的可靠性，同时也便于控制系统的设计和维护。控制系统的结构第五章

智能制造柔性系统通常采用递阶控制的结构形式，即通过对系统的控制功能进行正确、合理地分解，划分成若干层次，各层次分别进行独立处理，完成各自的功能，层与层之间在网络和数据库的支持下，保持信息交换，上层向下层发送命令，下层向上层回送命令的执行结果。

通过信息联系，构成完整的系统，以减少全局控制的难度和控制软件开发的难度。

控制系统的结构第五章

智能制造柔性系统FMS控制与管理系统的体系结构递阶控制结构：将复杂系统分层分模块设置，各层相对独立，便于系统的开发和维护。递阶控制特点：愈往底层，实时性愈强；愈到上层，处理信息量愈大，实时性要求愈小。FMS三层递阶控制结构系统管理与控制层（单元控制层）-接受上级任务，制定系统作业计划，进行任务分配，监控系统执行；过程协调与监控层（工作站层）-加工程序分配、协调工件流动、运行状态采集监控、向上层反馈信息；设备控制层-控制设备工作循环，执行上层控制指令，反馈现场数据。

控制系统的结构第五章

智能制造柔性系统单元控制器铣削工作站车削工作站……物流管理工作站CNCNo1CNCNo2PLC自动化仓库AGVROBOT刀具管理...FMS递阶控制结构CNCNo1CNCNo2PLC...单元层工作站层设备层控制系统的结构第五章

智能制造柔性系统现场总线ProfibusethernetWin-ACCP5613(一类主站)P4微机Win-CC(二类主站)ET200I/O接口工业机器人数控铣床加工中心成品库毛坯库RGV缓冲库CAD/CAMMISProfibus接口DNC管理层单元层设备层YG－FMS单元控制器层次结构第五章

智能制造柔性系统

FMS单元控制器功能通信管理与运行控制--实现上下层信息通讯，控制内部模块运行；系统信息管理--对单元信息进行存储、管理和维护；作业计划制定--根据上级下达任务制定本单元作业计划，并进行计划调整；系统作业调度--具有系统仿真、静/动态调度、系统资源调度等功能；系统过程监控--监控系统状态变化，故障处理，其结果传送至系统信息管理模块和上级控制器。第五章

智能制造柔性系统FMS单元控制器的功能模型

FMS控制系统的信息流第五章

智能制造柔性系统第五章

智能制造柔性系统质量保证体系柔性制造系统是一个将机械制造、计算机技术、自动化技术、信息通讯技术集于一身的具有高度自动化水平、高度柔性的先进制造系统。质量保证系统QAS(QualityAssuranceSystem)是其一个重要组成部分。柔性制造环境下的质量保证系统的作用在于：(1)通过质量信息的集成，实现质量信息的及时处理与反馈，从而保证产品质量及制造过程的改善。(2)可以将用户的需求直接用于控制产品的设计工作，并对设计及工艺进行分析和审核，尽早发现在制造过程中可能出现的质量缺陷，实现在设计阶段保证产品质量。(3)及时向操作者和管理人员提供正确的制造过程信息及产品质量信息。第五章

智能制造柔性系统质量保证系统特点对产品的整个制造过程进行质量控制。通过分布式数据系统及计算机网实现质量信息的提取、交换、共享和处理。广泛采用各种智能技术(专家系统、神经元网络等)进行各种复杂信息处理，实现系统功能。强调在质量问题的“源”处控制质量，即在质量缺陷产生的初期进行控制，而不是仅仅对已产生的质量缺陷进行处理；进行过程控制而不仅仅是产品控制。第五章

智能制造柔性系统质量保证(QA)是指：对某一产品或服务能满足规定质量要求，提供适当信任所必需的全部有计划、有系统的活动。质量管理(QM)是指：制定和实施质量方针的全部管理职能。质量控制