【摘要】為了提升紡紗工廠整體效益，客戶需要一套高性價比、可靠性高、易于操作的信息系統(tǒng)，臺達細紗機信息化系統(tǒng)可以使客戶容易的實現(xiàn)機臺的管理、全車間整體監(jiān)控、工藝參數(shù)修改、生產報表統(tǒng)計等功能。

【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.

【關鍵字】細紗機信息化系統(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，如何減少勞動力的使用量、減少機臺的停車時間、提升機臺的使用效率成為工廠管理者迫在眉睫的問題。

      某客戶細紗機車間共計擁有110臺機臺，實行三班工作制，每天都需要人員到機臺上抄寫產量數(shù)據(jù)，然后輸入到Excel表格中進行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)的準確性、實時性較差；同時為了防止操作工擅自修改工藝參數(shù)，需要工藝員定時對現(xiàn)場機臺的參數(shù)進行定時巡檢；另外紗線品種變更時，需要對到車間對每個機臺的參數(shù)進行一一調整，費時費力，機臺出現(xiàn)故障時，無法及時了解到，降低了機臺的使用效率。為了提升紡紗工廠整體效益，客戶需要一套高性價比、可靠性高、易于操作的信息系統(tǒng)，臺達細紗機信息化系統(tǒng)可以使客戶容易的實現(xiàn)機臺的管理、全車間整體監(jiān)控、工藝參數(shù)修改、生產報表統(tǒng)計等功能。

1  解決方案

      客戶機臺的細紗機采用的是臺達的控制方案，為“文本+PLC+PLC”的方式，文本采用DVP-TP04AS2，PLC采用DVP 24ES，而變頻器采用臺達專為紡織行業(yè)涉及的無散熱風扇的平板機型VFD-B-P系列變頻器，如圖1所示。

圖1  系統(tǒng)結構圖

      由于原本機臺上選擇的PLC為只有兩個通訊口的DVP ES系列，而在機臺上因需要和文本顯示器及變頻器通訊，因此PLC的兩個通訊口均已被占用，而文本顯示器除去與PLC通訊的RS232接口，仍然有一個RS-485通訊接口空閑，因此選擇此485通訊口為數(shù)據(jù)機臺數(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：

      設備層：機臺的文本顯示器對PLC進行讀寫控制；

      數(shù)據(jù)交換層：數(shù)據(jù)交換層的PLC與各個機臺的文本顯示器進行數(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進行數(shù)據(jù)交換。

圖2 系統(tǒng)架構圖

1.1 設備層

      采用Modbus方式通訊，將機臺上所需要讀寫的工藝參數(shù)進行搬移、集中化處理，減少不連續(xù)地址讀寫帶來的低效率，每個機臺需要讀取的參數(shù)達到90個字，寫入達到20個字。

1.2 數(shù)據(jù)交換層

      在數(shù)據(jù)交換層中，用臺達DVP 28SV作為主站，對機臺的TP文本顯示器直接進行數(shù)據(jù)的讀取和寫入。主從PLC的通訊協(xié)議采用PLC-Link進行，PLC-Link是臺達基于Modbus開發(fā)的一種通訊方式，具備從站自動偵測功能，從站斷線提示，從站數(shù)據(jù)交換指示等功能，一個主站最多可以和32臺PLC從站進行數(shù)據(jù)交換，通訊速度最高可達115kbps，每次最大讀取字數(shù)100個，最大寫入字數(shù)100個。

      考慮到讀寫周期，每個數(shù)據(jù)交換層的PLC連接11個機臺。整個車間的所有機臺參數(shù)可在不到2秒內完成參數(shù)的讀取。

1.3 信息層

      信息層通過工業(yè)以太網進行數(shù)據(jù)交換，工業(yè)以太網憑借高速、易于擴展等特點，吸引越來越多用戶，本項目中主要采用Modbus TCP協(xié)議，數(shù)據(jù)交換層的PLC可通過左側擴展的以太網模塊DVP EN01，與工控機進行數(shù)據(jù)交換。

信息系統(tǒng)的軟件主要由8個功能塊組成：

     1）設備管理模塊：可對設備的型號、規(guī)格等參數(shù)進行統(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備的產量、工藝參數(shù)、報警信息等信息，用于產品全程追溯；

     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)控到車間每一個機臺的生產信息，包括機臺的運行電流、當前產量、運行時間等，通過圖形、動畫的方式，還可更直觀地反應生產現(xiàn)場的信息；

    4）參數(shù)管理模塊：可以在進行產品切換時進行，對工藝參數(shù)進行批量修改；

    5）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；

    6）數(shù)據(jù)庫模塊：用于存儲產量等關鍵數(shù)據(jù)，以便報表統(tǒng)計模塊調用；

    7）Web監(jiān)視模塊：用戶可在局域網內通過網頁的方式進行了解車間的生產狀況；

    8）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  機臺參數(shù)監(jiān)視畫面

圖4 工藝參數(shù)設置畫面

圖5 生產報表模塊  

2  實施結果

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

      1）取消了每天產量數(shù)據(jù)抄寫、輸入，取而代之的是報表統(tǒng)計功能，節(jié)省了勞動力的使用量，同時減少人為的誤差。

      2）取消了工藝人員的參數(shù)巡檢，節(jié)省了時間，產品的質量有更大的保障。

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

      4）對于設備而言，若出現(xiàn)故障問題時，可以第一時間趕到現(xiàn)場，減少設備停機時間，同時機臺的故障記錄可作為設備維護保養(yǎng)的依據(jù)。

圖6 項目實施后現(xiàn)場車間

      目前，臺達細紗機信息化系統(tǒng)已經在國內的部分紡紗廠開始啟用，很好地解決了紡織企業(yè)生產作業(yè)過程和管理的問題，為企業(yè)精簡管理人員、提高產品質量、優(yōu)化生產調度提供了可靠的依據(jù)，給企業(yè)帶來良好的社會和經濟效益。