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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張明琅
研究生(外文):Ming-Lang Chang
論文名稱:遠距監控於射出成形製程之應用
論文名稱(外文):Application of Remote Monitor and Control in Injection Molding Processes
指導教授:王培仁
指導教授(外文):Pei-Jen Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:93
中文關鍵詞:遠距操控開放式可程式控制器三層式網路遠距監控系統
外文關鍵詞:TeleoperationOpen_PLCThree-Tier Web_Based Remote Monitor Control System
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中文摘要
遠距操控技術係利用各種可用裝置協助人類處理危險工作、探測外太空或深海未知領域,以尋求科技新知,改善未來人類生活環境。隨著網際網路與電腦技術的發達,透過標準網路通訊協定連結自動化設備或製程,整合基層的控制設備,建立企業資訊交換整合系統,進一步擴大追求不同廠區生產設備最佳化產能使用效率,滿足企業運籌管理與全球化發展的需求。
由第一層控制器、第二層網路伺服器與第三層式客戶端所組成的三層式網路遠距監控系統,主要目的為讓開放式可程式控制器專職負責設備機能控制,即時上傳生產資訊交由主動式網頁伺服器軟體進行後續計算分析及儲存管理,以因應遠距客戶經由網際網路共享大量即時生產資訊需求,大幅度改善開放式可程式控制器執行效率與提昇該網路系統應用的彈性。
本研究採用PC_Based控制器與圖控系統建構三層式網路系統架構,並以射出成形機生產製程為驗證載具,藉由電腦高速運算與強大網路整合能力,進行遠距監控技術可行性研究,探索可程式控制器在網際網路應用的限制,進而擴大應用於遠距診斷與維修工程。遠距監控系統經實驗證實可以透過區域網路與廣域網路執行遠距設備的操作與性能監視,全程透過網路攝影機進行即時影像傳輸,確認預期研究成果。




關鍵字:遠距操控、開放式可程式控制器、三層式網路遠距監控系統
ABSTRACT


Teleoperation aims at using devices that can help us deal with dangerous tasks, explore the outer space and deep ocean, look for new territory of knowledge to improve the living environment of all mankind. With the rapid developments of internet and computer science, enterprises can now integrate field control systems through standard communication protocol between equipment and processes. Enterprises are now able to establish well-organized information platform for timely data exchange, and thus optimize the utilization of production equipment at different locations, to meet the needs in logistic management and corporation development on their ways of globalization.
A three-tier web-based remote monitor control system consists of controllers tier, servers tier, and clients tier. This system would allow Open_PLC to handle machine control, upload real-time production data to ASP server, and execute extensive data analysis and storage management. Clients can share massive real-time production information on internet. With the three-tier remote monitor and control system, the efficiency and flexibility of Open_PLC can be greatly improved in their application practices.
In this thesis, PC-based controller and human-machine interface are adopted to construct the desired three-tier configuration. Through experiments carried on production process of injection molding machine, and high data processing speed and integration capability of computer, feasibility of remote monitor and control technology is studied for the purposes of searching application constraints of PLC on world wide web and possible extensive applications in remote diagnosis and maintenance assignments. The proposed remote monitor and control system has been proven successfully workable in both LAN and WAN, and verified for meeting the goal of research through real-time video transmission.
Keyword: Teleoperation, Open_PLC, Three-Tier Web_Based Remote Monitor Control System.
目 錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌謝辭 Ⅲ
目 錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅷ
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究動機 5
1.3 問題描述及研究目的 7
第二章 文獻回顧 14
2.1 遠距操作系統 14
2.2 網際網路遠距監控系統 17
第三章 研究方法 24
3.1 網路遠距監控構想 24
3.2 三層式網路遠距監控架構 25
3.3 實用系統建構差異 26
3.4 PC_Based三層式網路架構 26
3.5 研究規劃與分析 27
3.6 控制系統規格 33
3.7 驗證系統規劃製作 33
3.8 可程式控制器運作原理 35
3.9 開放性架構與SoftPLC 36
3.10 WinPc32圖控系統 36
3.11 控制邏輯規劃 41
3.12 人機介面規劃 41
3.13 網路實驗規劃 42
第四章 遠距連線實驗 73
4.1 實驗運作架構 74
4.2 實驗結果 75
4.3 讀取速度改善 76
4.4 綜合說明 77
第五章 研究結果與討論 85
5.1 與三層式網路架構之差異 87
5.2 研究貢獻 87
5.3 結論與建議 88
5.4 未來工作 89
參考文獻 90



圖目錄

圖1.1 可程式控制器基本架構 13
圖1.2 MS_DOS遠距監控架構 13
圖2.1 雙向遠距操作系統架構[16][21] 21
圖2.2 MERCURY PROJECT系統組成[20]……………………… 21
圖2.3 五層系統工程圖[41]……………………………………………. 22
圖2.4 系統驗證平台硬體[41]…………………………………………. 22
圖2.5 系統模組運作流程圖[41]………………………………………. 23
圖3.1 二層式網路系統架構[11]………………………………………. 43
圖3.2 三層式網路系統架構[11]………………………………………. 43
圖3.3 實用系統架構差異……………………………………………… 44
圖3.4 捷準公司_三層式網路硬體架構[廠商型錄]…………………. 44
圖3.5 歸納之三層式網路硬體架構…………………………………... 45
圖3.6 FT-60射出成形機及射出製品[廠商型錄]……………………. 45
圖3.7 射出成形機控制系統研究分析流程…………………………... 46
圖3.8 射出成形機作動順序圖[廠商技術資料]……………………… 46
圖3.9 射出成形機壓力控制順序圖[廠商技術資料]………………… 47
圖3.10 射出成形機速度控制順序圖[廠商技術資料] 47
圖3.11 射出成形機動作流程新規劃…………………………………... 48
圖3.12 射出成形機油壓迴路[廠商技術資料]………………………… 48
圖3.13 油壓動力單元迴路……………………………………………… 49
圖3.14 調模單元油壓迴路……………………………………………… 49
圖3.15 鎖模單元油壓迴路……………………………………………… 50
圖3.16 頂出單元油壓迴路……………………………………………… 50
圖3.17 中子抽蕊單元油壓迴路………………………………………… 51
圖3.18 座進單元油壓迴路……………………………………………… 51
圖3.19 計量單元油壓迴路……………………………………………… 52
圖3.20 射出單元油壓迴路……………………………………………… 52
圖3.21 WinPrgC800控制介面………………………………………….. 53
圖3.22 控制器子板硬體………………………………………………… 53
圖3.23 射出成形機極限開關及操作面板……………………………... 54
圖3.24 對應模擬單元及操作面板……………………………………… 54
圖3.25 完成之射出成形模擬裝置……………………………………… 55
圖3.26 可程式控制器內部運作循環…………………………………… 55
圖3.27 虛擬裝置運作模式[44]…………………………………………. 56
圖3.28 SoftPLC軟體關連性[45]……………………………………….. 56
圖3.29 WinPc32軟體執行順序…………………………………… 57
圖3.30 WinPc32軟體系統功能結構…………………………………… 57
圖3.31 WinPc32軟體元件執行關係…………………………………… 58
圖3.32 WinPc32軟體執行流程圖……………………………………… 59
圖3.33 MMN條件設定與執行畫面……………………………………. 60
圖3.34 MMN 伺服端/客戶端控制點寫入設定……………………….. 60
圖3.35 MMN 伺服端/客戶端執行流程……………………………….. 61
圖3.36 射出成形操作與生產流程……………………………………… 62
圖3.37 人機介面規劃_操作面板……………………………………….. 63
圖3.38 人機介面規劃_主畫面………………………………………….. 63
圖3.39 人機介面規劃_溫控設定監視畫面……………………………. 64
圖3.40 人機介面規劃_溫控記錄畫面…………………………………. 64
圖3.41 人機介面規劃_射出設定監視畫面……………………………. 65
圖3.42 人機介面規劃_射出記錄畫面…………………………………. 65
圖3.43 人機介面規劃_系統參數設定畫面……………………………. 66
圖3.44 人機介面規劃_狀態單元畫面…………………………………. 66
圖3.45 人機介面規劃_密碼保護單元畫面……………………………. 67
圖3.46 網路連線實驗規劃……………………………………………… 67
圖3.47 區域網路連線實驗規劃………………………………………… 68
圖3.48 廣域網路連線實驗規劃………………………………………… 68
圖4.1 遠距信號傳輸實驗結果_MMN………………………………… 78
圖4.2 遠距連線實驗規劃……………………………………………… 79
圖4.3 溫控實驗結果_MMN…………………………………………… 80
圖4.4 計量實驗結果_MMN…………………………………………… 80
圖4.5 射出實驗結果_MMN…………………………………………… 81
圖4.6 遠距射出操作實驗結果_影像確認_MMN……………………. 81
圖4.7 遠距計量操作實驗結果_影像確認_MMN……………………. 82
圖4.8 信號讀取速率改善_ SCADA…………………………………... 83



表目錄

表3.1 FT-60射出成形機規格…………………………………….…….. 69
表3.2 PC_Based控制器硬體規格……………………………………… 70
表3.3 WinPc32軟體規格……………………………………………….. 71
表3.4 WinPc32軟體規格(續1)………………………………………… 72
表3.5 【I】點規劃………………………………………………………… 72
表4.1 網路傳輸速度比較表…………………………………………….. 84
參考文獻
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