理论教育 数字互联工厂的网络架构介绍

数字互联工厂的网络架构介绍

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:智能制造的首要任务是信息的处理与优化,工厂内各种网络的互联互通则是基础与前提。数字互联工厂中的生产管理系统和智能装备互联互通形成了数字化互联网络。按照所执行功能不同,数字互联工厂的网络划分为不同的层次,自下而上包括现场层、控制层、执行层和计划层。图2.2-1数字互联工厂的网络结构数字互联工厂的网络各层次定义的功能以及各种系统、设备在不同层次上的分配如下。

数字互联工厂的网络架构介绍

智能制造的首要任务是信息的处理与优化,工厂内各种网络的互联互通则是基础与前提。没有互联互通和数据采集与交互,工业云、工业大数据都将成为无源之水。数字互联工厂中的生产管理系统(IT系统)和智能装备(自动化系统)互联互通形成了数字化互联网络。

按照所执行功能不同,数字互联工厂的网络划分为不同的层次,自下而上包括现场层、控制层、执行层和计划层。符合该层次模型的一个数字互联工厂的网络结构如图2.2-1所示。随着技术的发展,该结构呈现扁平化发展趋势,以适应协同高效的智能制造需求。

图2.2-1 数字互联工厂的网络结构

数字互联工厂的网络各层次定义的功能以及各种系统、设备在不同层次上的分配如下。

——计划层:实现面向企业的经营管理,如接收订单,建立基本生产计划(如原料使用、交货、运输),确定库存等级,保证原料及时到达正确的生产地点以及远程运维管理等。企业资源规划(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链关系管理(SCM)等管理软件都在该层运行。(www.daowen.com)

——执行层:实现面向工厂/车间的生产管理,如维护记录、详细排产、可靠性保障等。制造执行系统(MES)在该层运行。

——监视控制层:实现面向生产制造过程的监视和控制。按照不同功能,该层次可进一步细分为三个层级监视层,包括可视化的数据采集与监控(SCADA)系统、HMI(人机接口)、实时数据库服务器等,这些系统统称为监视系统。

——基本控制层:包括各种可编程的控制设备,如PLC、DCS、工业计算机(IPC)、其他专用控制器等,这些设备统称为控制设备。

——现场层:实现面向生产制造过程的传感和执行,包括各种传感器、变速器、执行器、RTU(远程终端设备)、条码、射频识别,以及数控机床、工业机器人、工艺装备、AGV(自动引导车)、智能仓储等制造装备,这些设备统称为现场设备。

数字互联工厂的网络互联互通本质上就是实现信息/数据的传输与使用,具体包含以下几层含义:物理上分布于不同层次、不同类型的系统和设备通过网络连接在一起,并且信息/数据在不同层次、不同设备间的传输;设备和系统能够一致地解析所传输信息/数据的数据类型甚至了解其含义。

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