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   【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，臺達細紗機信息化系統可以使客戶容易的實現機臺的管理、全車間整體監控、工藝參數修改、生產報表統計等功能。

   【關鍵字】細紗機信息化系統；控制方案

   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據，然后輸入到Excel表格中進行統計，數據的準確性、實時性較差；同時為了防止操作工擅自修改工藝參數，需要工藝員定時對現場機臺的參數進行定時巡檢；另外紗線品種變更時，需要對到車間對每個機臺的參數進行一一調整，費時費力，機臺出現故障時，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，臺達細紗機信息化系統可以使客戶容易的實現機臺的管理、全車間整體監控、工藝參數修改、生產報表統計等功能。

  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通訊口為數據機臺數據的采集和修改接口，無需再增加額外的數據采集器，節省了客戶的投入成本。

   根據數據的采集流程，信息系統分成三層，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；

   數據交換層：數據交換層的PLC與各個機臺的文本顯示器進行數據交換；

   信息層：PC的數據讀寫模塊對與數據交換層PLC進行數據交換。
  
                
                                             圖2 系統架構圖

   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進行搬移、集中化處理，減少不連續地址讀寫帶來的低效率，每個機臺需要讀取的參數達到90個字，寫入達到20個字。

1.2 數據交換層

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

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

   1.3 信息層

   信息層通過工業以太網進行數據交換，工業以太網憑借高速、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協議，數據交換層的PLC可通過左側擴展的以太網模塊DVP EN01，與工控機進行數據交換。

   信息系統的軟件主要由8個功能塊組成：

   1）設備管理模塊：可對設備的型號、規格等參數進行統一管理；

   2）數據交換模塊：數據采集模塊用于獲取設備的產量、工藝參數、報警信息等信息，用于產品全程追溯；

   3）圖形化監控模塊：將采集模塊采集到的數據進行通過文字、表格、圖片等方式顯示，通過模塊可監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場的信息；

   4）參數管理模塊：可以在進行產品切換時進行，對工藝參數進行批量修改；

   5）報表統計模塊：報表功能可以根據客戶設定，定時生成日報、周報、月報等，格式與Excel完全兼容；

   6）數據庫模塊：用于存儲產量等關鍵數據，以便報表統計模塊調用；

   7）Web監視模塊：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 機臺參數監視畫面
  
               
                          圖4 工藝參數設置畫面
  
                  
                                    圖5 生產報表模塊

   2 實施結果

   通過細紗機信息系統，客戶可深切的感受到信息化帶來的好處。

   1）取消了每天產量數據抄寫、輸入，取而代之的是報表統計功能，節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巡檢，節省了時間，產品的質量有更大的保障。

   3）而參數管理模塊以避免了更改參數時逐一修改造成的時間浪費，通過配方的方式進行參數的修改，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，若出現故障問題時，可以第一時間趕到現場，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的依據。
  
                
                                  圖6 項目實施后現場車間

   目前，臺達細紗機信息化系統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生產作業過程和管理的問題，為企業精簡管理人員、提高產品質量、優化生產調度提供了可靠的依據，給企業帶來良好的社會和經濟效益。