淺析卷包數(shù)采系統(tǒng)的應(yīng)用與優(yōu)化

楊國欣

摘 要：本文通過介紹卷包數(shù)采管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)采集、接口技術(shù)、應(yīng)用維護等內(nèi)容，結(jié)合煙草行業(yè)信息化結(jié)構(gòu)特點，對建設(shè)優(yōu)化卷包數(shù)采系統(tǒng)提出自己的觀點和建議。

關(guān)鍵詞：卷包；數(shù)采系統(tǒng)；MES

卷煙企業(yè)信息化建設(shè)總體架構(gòu)分為三層，底層為控制層、中間層為執(zhí)行層、上層為管理層。卷包數(shù)采系統(tǒng)是卷煙企業(yè)信息化建設(shè)的主要內(nèi)容，負責(zé)卷包車間各種離散型設(shè)備的數(shù)據(jù)采集匯總，通過與卷包車間各工序控制層所有設(shè)備的統(tǒng)一集成，采集匯總卷包生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，既是MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源基礎(chǔ)，又負責(zé)執(zhí)行來自MES系統(tǒng)的任務(wù)，是聯(lián)系卷包底層自動化控制設(shè)備和MES系統(tǒng)的樞紐。對卷包過程產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備運行狀態(tài)有效監(jiān)控，各生產(chǎn)單元的有效聯(lián)動，提高各生產(chǎn)部門的協(xié)同工作效率，為實現(xiàn)精益化生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)及功能

⑴卷包數(shù)采系統(tǒng)的總體框架結(jié)構(gòu)分為：數(shù)據(jù)采集層、設(shè)備監(jiān)控層、業(yè)務(wù)管理層三個層次。

⑵卷包數(shù)采系統(tǒng)主要功能。1）生產(chǎn)過程監(jiān)控功能：對卷包車間生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，實時顯示卷接包、成型機、封裝箱、發(fā)射機等設(shè)備狀態(tài)信息、機臺生產(chǎn)牌號信息、產(chǎn)量、消耗統(tǒng)計、對比等信息，并包括產(chǎn)量消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息。2）生產(chǎn)現(xiàn)場管理功能：實現(xiàn)交接班管理、機臺請料、自檢自控、生產(chǎn)牌號、質(zhì)量檢測反饋等功能。3）車間質(zhì)量工藝管理：實現(xiàn)將檢測儀、測試臺等信息進行圖表分析，詳細展示設(shè)備工藝質(zhì)量水平，工藝標(biāo)準下發(fā)到機臺進行查詢對比。4）生產(chǎn)設(shè)備管理：實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)，開停機狀態(tài)信息原因查詢記錄，進行設(shè)備效率分析。5）MES接口集成功能：MES傳入生產(chǎn)工單（分配到卷接、包裝、成型、裝封箱各機臺）給卷包數(shù)采的中控系統(tǒng)，卷包數(shù)采系統(tǒng)負責(zé)工單顯示、分發(fā)、執(zhí)行和工單執(zhí)行情況的反饋，已下達到卷包數(shù)系統(tǒng)采工單的刪除與修改，卷包數(shù)采系統(tǒng)在工單執(zhí)行的過程中，發(fā)送MES包括工單狀態(tài)在內(nèi)的工單執(zhí)行信息。工單運行前機臺卷包數(shù)采系統(tǒng)提供設(shè)備檢查確認、人員確認、輔料的一致性檢查確認等準備信息，可按MES需求傳回MES。工單啟動由卷包數(shù)采觸發(fā)，包括工單開始時間，工單異常反饋。向MES系統(tǒng)提供設(shè)備數(shù)據(jù)采集信息、設(shè)備反饋信息、生產(chǎn)、質(zhì)量統(tǒng)計信息及實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式

南寧卷煙廠卷包車間現(xiàn)有各種卷包生產(chǎn)設(shè)備50多臺，主要設(shè)備及型號包括ZJ17卷煙機20臺，GDX1/GDX2包裝機20臺，ZL22A成型機6臺、KDF2C成型機2臺，封箱機5臺、條煙傳輸系統(tǒng)，由于這些設(shè)備來自不同的設(shè)備生產(chǎn)廠家，設(shè)備型號復(fù)雜，對這些設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集時需要有針對性地使用不同的方式。

⑴卷接機數(shù)采：ZJ17卷煙機組是由常德煙機廠制造的，采用的是PLC控制。生產(chǎn)現(xiàn)場的顯示終端系統(tǒng)采用西門子的S7-300，軟件運行在WINDOWS平臺上，已經(jīng)具有完整的數(shù)據(jù)采集功能，并且提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口。數(shù)采軟件與顯示終端軟件間的數(shù)據(jù)交換采用虛擬TCP/IP網(wǎng)絡(luò)方式，數(shù)采軟件讀取數(shù)據(jù)后對所獲取數(shù)據(jù)經(jīng)處理即可以實現(xiàn)該設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能，軟件部署在設(shè)備工控機終端。

⑵包裝機數(shù)采：GDX1/GDX2/ZB25/ZB45包裝機的控制系統(tǒng)是MICROII系統(tǒng)，由主控部分CNT和一至多臺人機交互終端OPC組成。CNT與OPC間采用GD-LAN網(wǎng)絡(luò)連接，通過更換OPC上的控制程序，利用現(xiàn)有現(xiàn)場物流終端為數(shù)采站，通過以太網(wǎng)采集設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，該種方式由于GD設(shè)備不提供開放數(shù)據(jù)接口。

⑶成型機數(shù)采：在用的ZL22A/KDFC2成型機設(shè)備為西門子S7-300 PLC控制系統(tǒng)，都是通過加西門子PLC以太網(wǎng)通訊模塊與PLC直接通訊實施采集到數(shù)采工控機上，再由工控機傳輸數(shù)據(jù)到數(shù)采數(shù)據(jù)庫。

⑷輔聯(lián)設(shè)備：條煙輸送系統(tǒng)、封箱機系統(tǒng)、煙絲輸送為西門子S7-300 PLC控制系統(tǒng)，都是通過加西門子PLC以太網(wǎng)通訊模塊與PLC直接通訊實施采集到數(shù)采工控機上。

⑸殘煙輸送、除塵等其他數(shù)采：殘煙輸送及除塵等其他數(shù)采系統(tǒng)本身配置了本地監(jiān)控計算機可采用TCP/IP方式，由于用于消耗統(tǒng)計的數(shù)據(jù)不多，不是卷包數(shù)采的關(guān)注重點。

⑹綜合測試臺及測量儀：綜合測試臺及測量儀采用TCP/IP或RS232串口形式進行數(shù)據(jù)通訊。

3 系統(tǒng)優(yōu)化

⑴時間統(tǒng)一性問題：卷包數(shù)采包含眾多設(shè)備，需通過需和各工控機及終端設(shè)備進行通訊。各工控機、計算機終端設(shè)備時間不統(tǒng)一會導(dǎo)致數(shù)采數(shù)據(jù)不準?？赏ㄟ^設(shè)置一臺時間服務(wù)器進行自動校準解決時間不統(tǒng)一問題。

⑵數(shù)據(jù)源統(tǒng)一問題：卷包數(shù)據(jù)采系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集難度大，控制系統(tǒng)異構(gòu)情況嚴重，技術(shù)不開放，數(shù)據(jù)采集接口復(fù)雜，特別是GD包裝機數(shù)據(jù)采集建議提取原工控機采集的各種數(shù)據(jù)是最佳方案，采用開放的TCP/IP數(shù)據(jù)接口，采集數(shù)據(jù)和原工控機數(shù)據(jù)一致。

⑶輔聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)采集：如連接機、裝盤機等其設(shè)備不復(fù)雜，沒有工藝控制項，此類設(shè)備沒有數(shù)據(jù)采集必要。

⑷系統(tǒng)安全：考慮到卷接包設(shè)備長期運行，其上的工控數(shù)采機不存儲本地數(shù)據(jù)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要快速恢復(fù)，建議硬盤和備份移動盤上統(tǒng)一備份有GHO文件，可以快速一鍵恢復(fù)。

綜上所述，卷包數(shù)采系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了車間領(lǐng)導(dǎo)對車間現(xiàn)場的監(jiān)控管理能力，減輕了生產(chǎn)統(tǒng)計人員的統(tǒng)計工作量和提高統(tǒng)計速度，增強了車間合理安排生產(chǎn)調(diào)度計劃的科學(xué)性，提升車間管理信息化能力。

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