基于嵌入式系統(tǒng)的MES單元控制器研究.pdf

1、隨著企業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，MES(Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng))作為企業(yè)管理系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的“信息樞紐”，在企業(yè)信息化領(lǐng)域發(fā)展迅速。單元控制器在MES系統(tǒng)中主要完成生產(chǎn)監(jiān)控(現(xiàn)場信息采集)、可視信息管理、報(bào)警、操作工指導(dǎo)、數(shù)據(jù)處理等功能。目前使用的MES單元控制器主要是自動(dòng)化廠商開發(fā)的專用控制器，由于針對(duì)特定領(lǐng)域設(shè)計(jì)，所以存在適用范圍較小、靈活性差、擴(kuò)展性較差等缺點(diǎn)，不能夠完全

2、適應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備接口多樣性的需求。 嵌入式技術(shù)近年發(fā)展迅速，在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用日益增多，為嵌入式技術(shù)在MES單元控制器領(lǐng)域應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本文的目標(biāo)是利用嵌入式系統(tǒng)的小型化、功耗低、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)離散制造企業(yè)采用的現(xiàn)場設(shè)備的生產(chǎn)廠家、規(guī)格不盡相同的情況，研究開發(fā)一種能夠滿足現(xiàn)場設(shè)備接口多樣性需求的、擴(kuò)展方便、應(yīng)用靈活的MES單元控制器。 在深入分析MES系統(tǒng)工作流程以及MES單元控制器功能需求的基礎(chǔ)上，針對(duì)MES對(duì)單元

3、控制器擴(kuò)展方便、應(yīng)用靈活的要求，著重對(duì)控制器的構(gòu)架進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一種主板與擴(kuò)展模塊基于I<'2>C總線擴(kuò)展的單元控制器構(gòu)架，提出根據(jù)接口功能使用頻率分配主模塊與擴(kuò)展模塊接口。新的控制器構(gòu)架采用模塊化設(shè)計(jì)，不僅滿足MES對(duì)單元控制器的要求，還使軟硬件設(shè)計(jì)簡潔、清晰，可靠性和可維護(hù)性提高。討論了該構(gòu)架下單元控制器開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)問題。 硬件開發(fā)過程中，結(jié)合MES單元控制器的需求，開發(fā)了常用的UART接口、CAN總線接口、以太網(wǎng)接口

4、以及RS-485擴(kuò)展模塊，并根據(jù)現(xiàn)場遠(yuǎn)距離顯示的要求，設(shè)計(jì)了采用PACK方式的LCD-VGA轉(zhuǎn)換電路，便于靈活選擇LCD或VGA顯示。鑒于MES單元控制器工作的現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，針對(duì)性的在設(shè)計(jì)中采用了抗干擾措施，保障控制器能夠更穩(wěn)定的運(yùn)行。 軟件方面著重研究了MES單元控制器嵌入式Linux操作平臺(tái)的構(gòu)建和圖形顯示接口軟件的開發(fā)。針對(duì)單個(gè)文件系統(tǒng)不能完全滿足嵌入式系統(tǒng)要求的情況，采用多種文件系統(tǒng)混用的方案，對(duì)嵌入式根文件系統(tǒng)進(jìn)行