供稿：中達(dá)電通股份有限公司 梁慶華 楊彥龍

【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。

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

   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、服裝市場的利潤空間，如何減少勞動(dòng)力的使用量、減少機(jī)臺的停車時(shí)間、提升機(jī)臺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臺機(jī)臺，實(shí)行三班工作制，每天都需要人員到機(jī)臺上抄寫產(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)對現(xiàn)場機(jī)臺的參數(shù)進(jìn)行定時(shí)巡檢；另外紗線品種變更時(shí)，需要對到車間對每個(gè)機(jī)臺的參數(shù)進(jìn)行一一調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，機(jī)臺出現(xiàn)故障時(shí)，無法及時(shí)了解到，降低了機(jī)臺的使用效率。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)臺的細(xì)紗機(jī)采用的是臺達(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)臺上選擇的PLC為只有兩個(gè)通訊口的DVP ES系列，而在機(jī)臺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)臺的文本顯示器對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，用臺達(dá)DVP 28SV作為主站，對機(jī)臺的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是臺達(dá)基于Modbus開發(fā)的一種通訊方式，具備從站自動(dòng)偵測功能，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。整個(gè)車間的所有機(jī)臺參數(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：可對設(shè)備的型號、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)臺的生產(chǎn)信息，包括機(jī)臺的運(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)生成日報(bào)、周報(bào)、月報(bào)等，格式與Excel完全兼容；

   6）數(shù)據(jù)庫模塊：用于存儲產(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)臺的報(bào)警狀況，并追溯報(bào)警歷史。 

              
                           圖3 機(jī)臺參數(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，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，同時(shí)機(jī)臺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)場車間

   目前，臺達(dá)細(xì)紗機(jī)信息化系統(tǒng)已經(jīng)在國內(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。