【摘要】為了提升紡紗工廠整體效益，客戶需要一套高性價(jià)比、可靠性高、易于操作的信息系統(tǒng)，臺(tái)達(dá)細(xì)紗機(jī)信息化系統(tǒng)可以使客戶容易的實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)的管理、全車間整體監(jiān)控、工藝參數(shù)修改、生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能。

【Abstract】In order to ascend spinning factory overall efficiency, customer needs a high 

performance, high reliability and easy operation of information system, can make 

the realization of the customers easy the management, the overall monitoring workshop,

process parameters change, production statement statistics etc.

【關(guān)鍵字】細(xì)紗機(jī)信息化系統(tǒng)；控制方案

【Keywords】spinning frame information system;control solution

      人力成本的上升、原材料價(jià)格的上漲以及人民幣匯率的不斷提升，不斷的擠壓紡織、服裝市場(chǎng)的利潤(rùn)空間，如何減少勞動(dòng)力的使用量、減少機(jī)臺(tái)的停車時(shí)間、提升機(jī)臺(tái)的使用效率成為工廠管理者迫在眉睫的問題。

      某客戶細(xì)紗機(jī)車間共計(jì)擁有110臺(tái)機(jī)臺(tái)，實(shí)行三班工作制，每天都需要人員到機(jī)臺(tái)上抄寫產(chǎn)量數(shù)據(jù)，然后輸入到Excel表格中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性較差；同時(shí)為了防止操作工擅自修改工藝參數(shù)，需要工藝員定時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)臺(tái)的參數(shù)進(jìn)行定時(shí)巡檢；另外紗線品種變更時(shí)，需要對(duì)到車間對(duì)每個(gè)機(jī)臺(tái)的參數(shù)進(jìn)行一一調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，機(jī)臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，無法及時(shí)了解到，降低了機(jī)臺(tái)的使用效率。為了提升紡紗工廠整體效益，客戶需要一套高性價(jià)比、可靠性高、易于操作的信息系統(tǒng)，臺(tái)達(dá)細(xì)紗機(jī)信息化系統(tǒng)可以使客戶容易的實(shí)現(xiàn)機(jī)臺(tái)的管理、全車間整體監(jiān)控、工藝參數(shù)修改、生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能。

1  解決方案

      客戶機(jī)臺(tái)的細(xì)紗機(jī)采用的是臺(tái)達(dá)的控制方案，為“文本+PLC+PLC”的方式，文本采用DVP-TP04AS2，PLC采用DVP 24ES，而變頻器采用臺(tái)達(dá)專為紡織行業(yè)涉及的無散熱風(fēng)扇的平板機(jī)型VFD-B-P系列變頻器，如圖1所示。

圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

      由于原本機(jī)臺(tái)上選擇的PLC為只有兩個(gè)通訊口的DVP ES系列，而在機(jī)臺(tái)上因需要和文本顯示器及變頻器通訊，因此PLC的兩個(gè)通訊口均已被占用，而文本顯示器除去與PLC通訊的RS232接口，仍然有一個(gè)RS-485通訊接口空閑，因此選擇此485通訊口為數(shù)據(jù)機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)的采集和修改接口，無需再增加額外的數(shù)據(jù)采集器，節(jié)省了客戶的投入成本。

      根據(jù)數(shù)據(jù)的采集流程，信息系統(tǒng)分成三層，如圖2所示，自下而上依次為：

      設(shè)備層：機(jī)臺(tái)的文本顯示器對(duì)PLC進(jìn)行讀寫控制；

      數(shù)據(jù)交換層：數(shù)據(jù)交換層的PLC與各個(gè)機(jī)臺(tái)的文本顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；

      信息層：PC的數(shù)據(jù)讀寫模塊對(duì)與數(shù)據(jù)交換層PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.1 設(shè)備層

      采用Modbus方式通訊，將機(jī)臺(tái)上所需要讀寫的工藝參數(shù)進(jìn)行搬移、集中化處理，減少不連續(xù)地址讀寫帶來的低效率，每個(gè)機(jī)臺(tái)需要讀取的參數(shù)達(dá)到90個(gè)字，寫入達(dá)到20個(gè)字。

1.2 數(shù)據(jù)交換層

      在數(shù)據(jù)交換層中，用臺(tái)達(dá)DVP 28SV作為主站，對(duì)機(jī)臺(tái)的TP文本顯示器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和寫入。主從PLC的通訊協(xié)議采用PLC-Link進(jìn)行，PLC-Link是臺(tái)達(dá)基于Modbus開發(fā)的一種通訊方式，具備從站自動(dòng)偵測(cè)功能，從站斷線提示，從站數(shù)據(jù)交換指示等功能，一個(gè)主站最多可以和32臺(tái)PLC從站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通訊速度最高可達(dá)115kbps，每次最大讀取字?jǐn)?shù)100個(gè)，最大寫入字?jǐn)?shù)100個(gè)。

      考慮到讀寫周期，每個(gè)數(shù)據(jù)交換層的PLC連接11個(gè)機(jī)臺(tái)。整個(gè)車間的所有機(jī)臺(tái)參數(shù)可在不到2秒內(nèi)完成參數(shù)的讀取。

1.3 信息層

      信息層通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，工業(yè)以太網(wǎng)憑借高速、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，吸引越來越多用戶，本項(xiàng)目中主要采用Modbus TCP協(xié)議，數(shù)據(jù)交換層的PLC可通過左側(cè)擴(kuò)展的以太網(wǎng)模塊DVP EN01，與工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

信息系統(tǒng)的軟件主要由8個(gè)功能塊組成：

     1）設(shè)備管理模塊：可對(duì)設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一管理；

     2）數(shù)據(jù)交換模塊：數(shù)據(jù)采集模塊用于獲取設(shè)備的產(chǎn)量、工藝參數(shù)、報(bào)警信息等信息，用于產(chǎn)品全程追溯；

     3）圖形化監(jiān)控模塊：將采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行通過文字、表格、圖片等方式顯示，通過模塊可監(jiān)控到車間每一個(gè)機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)信息，包括機(jī)臺(tái)的運(yùn)行電流、當(dāng)前產(chǎn)量、運(yùn)行時(shí)間等，通過圖形、動(dòng)畫的方式，還可更直觀地反應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息；

    4）參數(shù)管理模塊：可以在進(jìn)行產(chǎn)品切換時(shí)進(jìn)行，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行批量修改；

    5）報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊：報(bào)表功能可以根據(jù)客戶設(shè)定，定時(shí)生成日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)等，格式與Excel完全兼容；

    6）數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：用于存儲(chǔ)產(chǎn)量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以便報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊調(diào)用；

    7）Web監(jiān)視模塊：用戶可在局域網(wǎng)內(nèi)通過網(wǎng)頁(yè)的方式進(jìn)行了解車間的生產(chǎn)狀況；

    8）報(bào)警模塊：可實(shí)時(shí)顯示機(jī)臺(tái)的報(bào)警狀況，并追溯報(bào)警歷史。

圖3  機(jī)臺(tái)參數(shù)監(jiān)視畫面

圖4 工藝參數(shù)設(shè)置畫面

圖5 生產(chǎn)報(bào)表模塊  

2  實(shí)施結(jié)果

      通過細(xì)紗機(jī)信息系統(tǒng)，客戶可深切的感受到信息化帶來的好處。

      1）取消了每天產(chǎn)量數(shù)據(jù)抄寫、輸入，取而代之的是報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，節(jié)省了勞動(dòng)力的使用量，同時(shí)減少人為的誤差。

      2）取消了工藝人員的參數(shù)巡檢，節(jié)省了時(shí)間，產(chǎn)品的質(zhì)量有更大的保障。

      3）而參數(shù)管理模塊以避免了更改參數(shù)時(shí)逐一修改造成的時(shí)間浪費(fèi)，通過配方的方式進(jìn)行參數(shù)的修改，減少了更換品種所需要的時(shí)間，使得生產(chǎn)更加的靈活。

      4）對(duì)于設(shè)備而言，若出現(xiàn)故障問題時(shí)，可以第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，同時(shí)機(jī)臺(tái)的故障記錄可作為設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的依據(jù)。

圖6 項(xiàng)目實(shí)施后現(xiàn)場(chǎng)車間

      目前，臺(tái)達(dá)細(xì)紗機(jī)信息化系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的部分紡紗廠開始啟用，很好地解決了紡織企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程和管理的問題，為企業(yè)精簡(jiǎn)管理人員、提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度提供了可靠的依據(jù)，給企業(yè)帶來良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。