Page 259 - 电气控制技术与管理
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第九章 柔性制造系统
（一）FMS 控制与管理系统的体系结构
由于FMS是一个复杂的自动化集成体，其控制系统的体系结构和性能直接影
响整个FMS的柔性、可靠性和自动化程度。
FMS除了少数操作由工人控制外（如装卸、调整和维修），绝大多数工作完
全由系统自动控制，因此控制范围广，承担任务重。为了避免使用一台计算机过
于集中的控制，目前几乎所有的FMS都采用了多级计算机递阶控制结构，由此来
分担主控计算机的负荷，提高控制系统的可靠性，同时也便于控制系统的设计和
维护。
FMS控制系统一般采用三层递阶控制结构，包括系统管理与控制层、过程协
调与监控层、设备控制层。
1.系统管理与控制层
又称单元控制层，它执行上级下达的生产任务，制定系统生产作业计划，实
时分配作业任务给各个工作站点，监控系统的执行，协调各部门与FMS的工作及
相互支援等。
2.过程协调与监控层
又称工作站控制层，主要协调工件在系统中的流动，完成一个设备间的交
接、系统运行状态的监视与控制、加工程序的分配、工况和设备运行数据的采集
以及向上级控制器报告等。现场操作人员主要通过该层界面实现对整个系统的实
时运控与现场调度。
3.设备控制层
它由逻辑控制设备和机器人加工设备、自动化仓库等设备组成，直接控制各
种加工设备和系统物料的自动工作周期，接收和执行来自上层系统的控制指令，
并将控制数据和信息传回上层系统。
在上述三级递阶控制结构中，每一层的信息流都是双向的，可以发出控制
指令，分配控制任务，监控下层的运行过程。可以在上面报告操作状态，并可以
报告来自现场的输出数据。然而，控制器和控制器处理的实时信息量因层而异。
越向下，实时控制越强，处理的信息越少。最高级别的信息越多，处理的信息
越多，所需的实时性就越低。例如，设备层控件的编程时间通常在毫秒到分钟之
间。在工作站级别，事件的持续时间从分钟到小时不等。顶层床垫的设计时间从
几个小时到几个星期不等。
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