隨著PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)等自動化技術的大范圍推廣和普及應用，紡織機械的自動化水平已經(jīng)取得長足發(fā)展。但由于這些自動化技術的應用多側(cè)重于單臺設備紡織工藝自動化水平的提升，因此也造成了大量“信息孤島”的存在。而這在工業(yè)4.0和智能制造快速發(fā)展的當下，以及面臨原材料上漲、人力成本上揚和國外產(chǎn)品競爭加劇等嚴峻挑戰(zhàn)，單機的自動化顯然已經(jīng)無法滿足紡織工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級需要，越來越多的企業(yè)開始探索由單機自動化向系統(tǒng)自動化、工廠自動化甚至智能化方向邁進。
臺達作為工業(yè)自動化領導品牌，近日運用自有先進自動化技術，成功為某紡織行業(yè)客戶的并條機車間打造一套高性能、高可靠性、易于操作的車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)，消除了車間的信息孤島，實現(xiàn)了對車間整體機臺的監(jiān)控和管理。經(jīng)運行對比，與車間普通管理模式相比，導入臺達并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)可以有效減少企業(yè)用工，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，成為企業(yè)提升競爭力的有效途徑。
該客戶的并條機車間擁有70臺機臺，平時實行人工三班工作制運行。在這種運營模式下，存在車間產(chǎn)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計準確性和實時性差、操作工因容易誤改工藝參數(shù)而造成質(zhì)量安全無法保證、紡紗品種更換時工藝參數(shù)調(diào)整費時費力、機臺故障無法及時發(fā)現(xiàn)等諸多問題。此外，車間通常會安排工藝員進行定期巡檢，不僅耗時、增加人工成本，而且無法及時避免問題的發(fā)生。
為解決客戶存在的問題，臺達采用自主研發(fā)的DIAView SCADA工業(yè)組態(tài)軟件，并利用SQL數(shù)據(jù)庫，建立并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)。同時，每臺并條機臺也采用了臺達“HMI+PLC+伺服”的電控方案。其中臺達標準型PLC主機DVP-ES2系列負責控制整機的工藝運行，并通過RS232方式實現(xiàn)與臺達HMI通訊，而臺達交流伺服驅(qū)動器ASDA-A2及小型多功能矢量變頻器VFD-E系列則通過MODBUS 、RS485方式進行數(shù)據(jù)交換和通訊控制。
臺達標準型PLC主機DVP-ES2系列具有兩組RS485通訊端口，均支持MODBUS主/從站模式。其中，一組用于同下位驅(qū)動裝置通訊，實現(xiàn)運動控制；另一組可用于設備聯(lián)網(wǎng)通信。與此同時，現(xiàn)場還采用臺達高功能型主機DVP-SV系列，通過MODBUS 、RS485進行收集10臺并條機臺主控DVP-ES2系列的寄存器數(shù)據(jù)以及I/O點狀態(tài)，再由DVP-EN01以太網(wǎng)模塊上傳至交換機，由交換機將數(shù)據(jù)集中上傳至臺達DIAView SCADA工業(yè)組態(tài)軟件，進行整體數(shù)據(jù)架構組態(tài)，實現(xiàn)車間機臺設備實時數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控與統(tǒng)計管理。下圖為整個系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲示意圖。
圖1 臺達并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)拓撲架構
基于臺達DIAView SCADA工業(yè)組態(tài)軟件的并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)，可以分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)庫存儲層和數(shù)據(jù)管理層。系統(tǒng)層級架構示意圖如下所示：
圖2 臺達并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)層級架構示意圖
其中，數(shù)據(jù)采集層是在臺達DIAView SCADA工業(yè)組態(tài)軟件的I/O通信功能上建立的，通過特定的通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)采集與傳輸，具有高度的可靠性、穩(wěn)定性、實時性，主要包括通道設置、設備組態(tài)、MODBUS TCP協(xié)議驅(qū)動以及通訊故障策略。數(shù)據(jù)存儲層是在Microsoft SQL Server 2008 R2和DIAView SCADA工業(yè)組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫工程配置上建立的，前者主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的對應入庫存儲及主鍵索引數(shù)據(jù)的調(diào)取功能，后者主要完成數(shù)據(jù)庫的配置連接及數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)管理層主要是利用DIAView SCADA工業(yè)組態(tài)軟件中良好的圖形、報表顯示，來完成對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控顯示、工藝參數(shù)在線設定和歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。
臺達并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)主要功能模塊：
>>故障報警模塊：可實時顯示機臺的報警狀況，并追溯報警歷史。
圖3 故障報警
>>圖形監(jiān)控模塊：通過該模塊可監(jiān)控到車間每一個機臺的生產(chǎn)信息，包括機臺的運行電
流、當前產(chǎn)量、運行時間等，通過圖形、動畫的方式，還可更直觀地反應生產(chǎn)現(xiàn)場的信息。
圖4 圖形監(jiān)控
>>參數(shù)管理模塊：可以在產(chǎn)品進行切換時，對工藝參數(shù)進行批量修改。
圖5 參數(shù)管理
>>報表統(tǒng)計模塊：報表功能可以根據(jù)客戶設定，定時生成日報、周報、月報等，格式與
Excel完全兼容。
圖6 報表統(tǒng)計
臺達并條機車間生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)，可以滿足客戶對生產(chǎn)過程中的在線監(jiān)控、產(chǎn)量統(tǒng)計、工藝在線修改和故障報警等功能需求，同時降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。該系統(tǒng)不僅可以用于紡織并條工序，而且適用于整個紡織工序，對于紡織行業(yè)客戶實現(xiàn)對整個工廠信息監(jiān)控方面具有重要借鑒意義。在后期的系統(tǒng)改進和完善過程中，臺達也將逐步導入數(shù)據(jù)的云儲存功能，從而實現(xiàn)移動遠端對車間信息的在線監(jiān)控，進一步提高系統(tǒng)應用便捷性。
