印刷网络化解决方案中工控机系统设计和实现,本论文为免费优秀的关于网络化论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
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目前轮转胶印机普遍存在电气故障率高、维护繁琐、维修费用居高不下的难题,并面临因关键电气部件停产,部分机械状态良好的轮转胶印机将沦为一堆废铁的潜在风险.因此,有必要在现有轮转胶印机的控制系统基础上,研发一套印刷网络化解决方案.本文所研究的工控机系统,就是该解决方案的核心部分,为维护现有轮转胶印机,延长其使用年限,降低设备故障率,奠定了坚实基础.
印刷网络化解决方案和工控机系统
1.印刷网络化解决方案
印刷控制技术的网络化解决方案是指利用计算机技术和网络技术实现印刷生产流程、企业信息管理的网络化.该解决方案由工控机系统、单元计算机系统、总线系统以及嵌入式可变印刷自动套准系统4部分组成.其中,工控机系统是整套解决方案的核心部分.通过印刷控制技术网络化解决方案的实现,最终达到和印刷企业ERP系统进行无缝衔接的目的,进而实现印刷企业的信息管理和生产流程控制的一体化.
2.工控机系统
工控机即工业控制计算机,是一种采用总线结构,可对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测和控制的工具的总称.工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面.在印刷网络化解决方案中所设计、实现的工控机系统,需要和轮转胶印机控制系统的信息单元相对接,能够形成、处理、发出轮转胶印机所能接收和辨识的各类控制数据.
工控机系统作为轮转胶印机网络化控制系统（印刷网络化解决方案）的上位机,属于控制系统中关键的组成部分,承担了轮转胶印机控制系统人机交互的作用,不仅负责将操作人员的具体操作指令经过总线控制系统传达至对应的单元控制部件（UC）,还需要处理各控制单元反馈的信号和信息,将轮转胶印机当前的状态实时反映给操作人员,此外还担负着优化轮转胶印机印刷参数的责任.
工控机系统的构成及功能
根据工控机系统在轮转胶印机网络化控制系统中的作用,其应涵盖的功能包括：轮转胶印机操作、轮转胶印机油墨预置、轮转胶印机远程操作和监控、轮转胶印机故障诊断和轮转胶印机运行状态监视等功能.工控机系统的结构示意图如图1所示.工控机系统及所运行的系统软件应具有五大主要特性：开放性、实时性、网络集成化、人机界面更加友好、多任务和多线程性.
基于网络化控制的工控机系统的主要构成部分有：操作指令控制台、工控机服务器、油墨预置服务器、网络输出和总线输入转换设备（即单元计算机）及其他相关的网络设备.印刷数据通过网络传输至工控机服务器,并通过工控机服务器分发至操作指令控制台,操作人员通过操作指令控制台的交互操作,将轮转胶印机操作指令通过总线系统,经过网络输出和总线输入转换设备发配到印刷机各控制单元,由此完成一系列的印刷操作；同时,前端印刷油墨数据经网络传输到油墨预置服务器,经过油墨预置服务器处理后的油墨信号将实时配合操作指令控制台的印刷指令,发送至印刷机的油墨控制单元,完成印刷数据油墨预置等运行操作.图2为基于网络化控制的工控机工作过程.
除了满足功能的需求外,工控机系统还必须考虑实际运行需求,如工控机系统应不间断运行、轮转胶印机运转会引起共振、碎纸屑会污染环境等因素.因此,相对于普通PC设备而言,工业级的工控机系统最重要的特性是超强的稳定性,工控机系统的硬件必须符合能长时间平稳运行的功能要求.
工控机系统的可选方案
大型印刷机的工控机系统采用总线结构,包括系统过程输入、输出通道两部分.工控机系统的主要类别有IPC（PC总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）和 NCS（网络化控制系统）.基于工控机系统组件间的信息通道媒介,网络化控制的工控机系统设计方案有如下3种.
1.使用TCP/IP和ARCNET实现工控机系统
较多轮转胶印机控制系统的架构是印刷机的印刷操作指令通过工业级TCP/IP和ARCNET来传送到各个信息系统.这种方案能够适配各种旧型轮转胶印机的总线,使得工控机系统的实现较为简单.
其中,ARCNET的网络连接速率一般是2.5Mbps,这一速度不能满足网络化控制对数据传送速度的要求,并且ARCNET网络容易受到干扰,会影响系统的稳定性,因此本方案不能满足网络化控制系统通过网络读取各种生产要素信息的要求.
2.采用普通双绞线连接的以太网实现工控机系统
将整个轮转胶印机控制系统的架构通过以太网实现,工控机和轮转胶印机系统各个部分通过普通的以太网进行连接.
3.采用光纤连接的以太网实现工控机系统
使用由光纤连接的以太网来连接工控机和轮转胶印机系统的各个部分.工控机和轮转胶印机系统的各个部分通过光纤模块收发信号.
该方案能极大地提高数据传输速度以及稳定性,但为适应采用光纤连接的以太网的速率以及接口,必须对控制系统总线进行较大的改造,加上以太网采用光纤连接会产生高昂的成本,从而使得这个方案的造价太高.
因此,基于整体性能和价格两方面的考虑,方案二采用双绞线连接的以太网来实现工控机系统,既提供了稳定且高速的数据连接链路,而且解决了网络化控制系统的网络吞吐量、数据传输率、误码率等难题,满足了网络化控制系统的设计要求.
根据网络化控制系统的设计要求以及对于采用普通双绞线连接的以太网实现工控机系统方案的考虑,工控机系统的整体设计结构有两种方案.
第一种方案,为了避免工控机的单点失效,在工控机系统中设置了工控机的热备机；热备机和主工控机硬件配置一致,并且并联至相同的以太网链路.一旦主工控机出现故障,热备机可以实时启动以维持生产,杜绝单点故障发生.每组操作指令控制台均通过以太网和工控机连接,工控机作为其服务器.同时,工控机和油墨预置服务器通过以太网控制系统的其他部位.企业其他管理系统也可以通过以太网从工控机获取实时的相关生产信息,例如ERP系统等.这种方案的投入成本属于轻量级,并且基 满足一般印刷生产要求.
结论：大学硕士与本科网络化毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写什么是网络化方面论文范文。
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