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研究生:黃靖妤
研究生(外文):HUANG, JING-YU
論文名稱:工業用遠端監控系統之研製
論文名稱(外文):Development of Industrial Remote Monitoring Control System
指導教授:陳正虎陳正虎引用關係
指導教授(外文):CHEN, CHENG-HU
口試委員:林瑞裕徐偉誠鄭銘揚
口試委員(外文):LIN, RUEY-YUEXU, WEI-CHENGZHENG, MING-YANG
口試日期:2016-07-07
學位類別:碩士
校院名稱:國立宜蘭大學
系所名稱:機械與機電工程學系碩士班
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:ModbusSCADA遠端監控
外文關鍵詞:ModbusSCADAremote monitoring
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隨著資通訊技術不斷進步,全球網際網路已蓬勃發展,並廣泛應用於各種場合,遠端監控為其應用之一。以海外生產設備為例,因跨國距離之限制,造成現場設備的即時資訊不易取得,故遠端監控扮演重要的角色。機械設備結合遠端監控系統可提升企業營運的競爭力,不論使用者身在何處,可透過網路收發資料,並在最短時間內,擷取海外設備之即時狀態,以達到遠端監控之目的。
本研究探討機械設備藉由Modbus通訊協定,使其與伺服端電腦做連結,透過監控與資料擷取系統(SCADA)存入資料庫以利進行數據分析,使機械設備具有自我維護、診斷、異常排除及通報的能力,透過以上功能可大幅減少人力與時間成本。在網際網路下,廠區管理者可利用電腦或智慧型裝置之網頁瀏覽器,即可監視機械設備之即時狀態與操作紀錄。此外,技術工程師亦可透過遠端電腦即時排除故障或調控參數。本論文使用研華科技之SCADA圖控軟體-WebAccess,應用於射出成型機動力系統之控制器,改善其維護機制,以提升可靠度及方便性,並為其帶來更多附加價值。
With the fast development of information and communications technology (ICT), the internet becomes more and more popular and it has been widely used in various occasions. Remote monitoring and control system has is one of the applications used in the internet. Taking industrial equipment overseas for example, real-time data aren’t easily available because of long distance, so remote monitoring and control system plays an important role in manufacturing. An integration of industrial equipment and monitoring and control system can improve business competitiveness. Via the internet, real-time data of industrial equipment are obtained and remote monitoring and control can be achieved.
In this thesis, an injection molding machine is connected to a computer, called server, through Modbus protocol. Real-time data obtained from the machine are stored in a database via SCADA software and for further analysis if necessary. This enables the machine to have the following capacities: self-maintenance, diagnosis, troubleshooting, and communications. And it results in saving labor and time consuming. Whether using computer or smart devices, factory administrators can monitor the status and operation records of the machine, or technical engineers can troubleshoot or set parameters. In this research, the WebAccess software of Advantech is applied to the controller of the machine power system and it improves the maintenance mechanism to be more reliable, convenient, and valuable.
摘要 I
Abstract II
致謝 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 研究動機與文獻回顧 3
1.3 論文架構 8
第二章 網路通信系統介紹 9
2.1 區域網路 10
2.2 都會網路 11
2.3 廣域網路 11
2.4 開放式系統互連參考模型 12
2.4.1 實體層(Physical Layer) 13
2.4.2 資料連結層(Data Link Layer) 13
2.4.3 網路層(Network Layer) 13
2.4.4 傳輸層(Transport Layer) 13
2.4.5 會議層(Session Layer) 14
2.4.6 表現層(Presentation Layer) 14
2.4.7 應用層(Application Layer) 14
2.5 網路資料運作的流程 15
第三章 遠端監控系統支原理與架構 16
3.1 監控與資料擷取系統介紹 16
3.1.1 監控與資料擷取系統架構 16
3.1.1.1 人機介面 16
3.1.1.2 監控系統 16
3.1.1.3 遠程終端單元 16
3.1.1.4 可編程邏輯控制器 16
3.1.1.5 通訊網路 16
3.2 自動控制區域網路 17
3.3 通訊傳輸技術及架構 18
3.3.1 串列傳輸介紹 18
3.3.2 RS-232串列通訊 20
3.3.3 RS-485串列通訊 21
3.4 乙太網路 22
3.5 Wi-Fi無線網路 22
3.6 3G/LTE 22
3.7 MODBUS通訊協定簡介及架構 23
3.7.1 Modbus傳輸模式 26
3.7.2 Modbus ASCII模式與訊框格式 26
3.7.3 Modbus RTU模式與訊框格式 27
3.7.4 Modbus TCP模式與訊框格式 28
3.7.5 CRC校驗碼簡介 28
第四章 實驗系統架構 31
4.1 遠端監控系統實驗平台 31
4.2 韌體程式架構 33
4.3 傳輸通訊格式 39
4.4 遠端監控網頁管理介面 40
第五章 實驗結果與討論 44
5.1 遠端監控畫面 45
5.2 監控馬達轉速之測試與實測 47
5.3 遠端監控系統趨勢圖 48
5.4 遠端監控系統報表 49
5.5 遠端監控系統警報 49
5.6 遠端監控管理員 51
5.7 遠端監控系統結合地圖 52
第六章 結論與未來研究建議 53
6.1 結論 53
6.2 未來研究建議 53
參考文獻 54
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電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20211231)
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