1. 研究目的与意义（文献综述）
在当今工业生产的发展和当代企业管理技术不断提高下，工厂设备的监控和维护成为一个越来越重大的课题。当下正值工业4.0与中国制造2025的变革时期，科学有效、安全经济的监控手段可以在最大程度上提高当代工厂企业的生产力和经济效益。
随着人工使用成本的增高，设备的监管早已不是简单的“人盯着机器”的模式，更多的朝着自动化、网络化和实时化的方向发展。这给当下的企业工厂的监控模式提出了变革性的要求。企业普遍认识到，传统的监控模式是效率低下的，如何有效监控并实时掌握设备运行状态是决定生产是否平顺的一大要素。有效的监控不仅能让企业最快得知故障设备的问题所在，还能最大程度的将设备故障造成的停产损失降到最低。对相关参数的监测还可以在后续的数据分析与建模中得到设备状态的变化趋势，对其健康进行评估，对其寿命进行预测，这都是防患于未然的创新举措。
国外很早便展开了对基于数据的(data-based)设备监控的研究。1996年,德国研究所ipk学者krueger等人提出了基于internet的远程诊断物理体系结构。1997年，美国斯坦福大学和麻省理工学院提出了基于internet的下一代远程诊断技术研究计划,并构建了一个远程诊断示范体系internet diagnostics testbed。1999年,mitchen5.lebokl提出了如图所示的状态维修开放式体系结构,并最终成为状态维修的重要标准。jay lee提出了新一代设备维护系统框架、分级的智能维护系统体系结构和制造系统集成的逻辑方法。2004年,由huei-shyang等人提出了一个先进设备监测与诊断的系统框架apcsuite-ecmxpert，它是由设备状态监测系统与高级过程控制工具箱构建的。
2. 研究的基本内容与方案
设计基本内容及目标：结合企业（上海通用五菱）合作项目的实际，对其冲压车间的压力机设备进行数据采集方案的设计，通过监测节点设计获取压力机设备的特征参数（如压力，电压，电流，能耗等），设计数据通信方案，将信号传至上位机中，并设计人机界面进行可视化监控；建立一套通讯方案，实现rs软件与sql进行通讯，实现数据传递，以便后期进行对数据的分析处理，诊断设备当前状态。
拟采用的技术方案及措施：本文的设计采用了cip（通用工业协议）中的三层网络架构，针对硬件设计和软件通讯两个方面，进行数据采集方案的设计，实现设备的实时监控。
监测节点设计，包括采集电路，主控电路和各接口电路的设计。采用devicenet现场总线，是因为其满足对实时性的要求，且是一种易于扩展的总线结果，比rs232与rs485性能更加优越，是未来现场总线的应用趋势。选择controllogix机架式控制器来连接devicenet现场总线上的各设备，也就是连接各i/o监测节点，作为数据的中转站，接受上位机命令并发出对下位机的指示。设备多台或多厂房监控时，配置多个controllogix处理器，利用controlnet现场总线实时性良好的特点，将多台处理器连接完成通讯，并与一台监控pc完成连接，可通过rsview32等软件进行hmi设计，现场观测设备状况。其中，工作站pc上安装有rslogix平台软件，通过rslinx的opc接口，采用vb编程，完成了与sql server的通讯设计。通过标签值访问的方式获取各i/o节点的检测值，并保存至sql server数据库中，方便后续对数据的提取与利用。本文还提出运用ethernet/ip网络技术，通过路由器、网桥、交换机可轻松实现各车间的连接，通过互联网还可实现各厂连接，为后续系统的进一步开发奠定了基础。其中，cip的三层网络如下图所示。
3. 研究计划与安排
第1-3周：完成开题报告及英文翻译。
第4-6周：完成监测节点硬件电路设计。
第7-8周：完成节点原件初始化的设计。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]彭颖.基于退化隐式半马尔科夫模型的设备健康预测及系统性维护策略研究[d].上海交通大学，2011
[2]周津慧.重大设备状态检测与寿命预测方法研究[m].西安电子科技大学，2006
[3]夏唐斌.面向制造系统健康管理的动态预测与预知维护决策研究[m].上海交通大学，2014
