淺析卷包數采系統的應用與優化

楊國欣

摘 要：本文通過介紹卷包數采管理系統總體結構、系統功能、數據采集、接口技術、應用維護等內容，結合煙草行業信息化結構特點，對建設優化卷包數采系統提出自己的觀點和建議。

關鍵詞：卷包；數采系統；MES

卷煙企業信息化建設總體架構分為三層，底層為控制層、中間層為執行層、上層為管理層。卷包數采系統是卷煙企業信息化建設的主要內容，負責卷包車間各種離散型設備的數據采集匯總，通過與卷包車間各工序控制層所有設備的統一集成，采集匯總卷包生產過程數據，既是MES系統數據來源基礎，又負責執行來自MES系統的任務，是聯系卷包底層自動化控制設備和MES系統的樞紐。對卷包過程產品質量、設備運行狀態有效監控，各生產單元的有效聯動，提高各生產部門的協同工作效率，為實現精益化生產打下基礎。

1 系統總體架構及功能

⑴卷包數采系統的總體框架結構分為：數據采集層、設備監控層、業務管理層三個層次。

⑵卷包數采系統主要功能。1）生產過程監控功能：對卷包車間生產過程進行監控，實時顯示卷接包、成型機、封裝箱、發射機等設備狀態信息、機臺生產牌號信息、產量、消耗統計、對比等信息，并包括產量消耗數據統計信息。2）生產現場管理功能：實現交接班管理、機臺請料、自檢自控、生產牌號、質量檢測反饋等功能。3）車間質量工藝管理：實現將檢測儀、測試臺等信息進行圖表分析，詳細展示設備工藝質量水平，工藝標準下發到機臺進行查詢對比。4）生產設備管理：實現設備運行狀態，開停機狀態信息原因查詢記錄，進行設備效率分析。5）MES接口集成功能：MES傳入生產工單（分配到卷接、包裝、成型、裝封箱各機臺）給卷包數采的中控系統，卷包數采系統負責工單顯示、分發、執行和工單執行情況的反饋，已下達到卷包數系統采工單的刪除與修改，卷包數采系統在工單執行的過程中，發送MES包括工單狀態在內的工單執行信息。工單運行前機臺卷包數采系統提供設備檢查確認、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。工單啟動由卷包數采觸發，包括工單開始時間，工單異常反饋。向MES系統提供設備數據采集信息、設備反饋信息、生產、質量統計信息及實時生產數據。

2 系統數據采集方式

南寧卷煙廠卷包車間現有各種卷包生產設備50多臺，主要設備及型號包括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，由于這些設備來自不同的設備生產廠家，設備型號復雜，對這些設備進行數據采集時需要有針對性地使用不同的方式。

⑴卷接機數采：ZJ17卷煙機組是由常德煙機廠制造的，采用的是PLC控制。生產現場的顯示終端系統采用西門子的S7-300，軟件運行在WINDOWS平臺上，已經具有完整的數據采集功能，并且提供了相應的數據接口。數采軟件與顯示終端軟件間的數據交換采用虛擬TCP/IP網絡方式，數采軟件讀取數據后對所獲取數據經處理即可以實現該設備的數據采集功能，軟件部署在設備工控機終端。

⑵包裝機數采：GDX1/GDX2/ZB25/ZB45包裝機的控制系統是MICROII系統，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網絡連接，通過更換OPC上的控制程序，利用現有現場物流終端為數采站，通過以太網采集設備的相關數據，該種方式由于GD設備不提供開放數據接口。

⑶成型機數采：在用的ZL22A/KDFC2成型機設備為西門子S7-300 PLC控制系統，都是通過加西門子PLC以太網通訊模塊與PLC直接通訊實施采集到數采工控機上，再由工控機傳輸數據到數采數據庫。

⑷輔聯設備：條煙輸送系統、封箱機系統、煙絲輸送為西門子S7-300 PLC控制系統，都是通過加西門子PLC以太網通訊模塊與PLC直接通訊實施采集到數采工控機上。

⑸殘煙輸送、除塵等其他數采：殘煙輸送及除塵等其他數采系統本身配置了本地監控計算機可采用TCP/IP方式，由于用于消耗統計的數據不多，不是卷包數采的關注重點。

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串口形式進行數據通訊。

3 系統優化

⑴時間統一性問題：卷包數采包含眾多設備，需通過需和各工控機及終端設備進行通訊。各工控機、計算機終端設備時間不統一會導致數采數據不準。可通過設置一臺時間服務器進行自動校準解決時間不統一問題。

⑵數據源統一問題：卷包數據采系統數據采集難度大，控制系統異構情況嚴重，技術不開放，數據采集接口復雜，特別是GD包裝機數據采集建議提取原工控機采集的各種數據是最佳方案，采用開放的TCP/IP數據接口，采集數據和原工控機數據一致。

⑶輔聯設備數據采集：如連接機、裝盤機等其設備不復雜，沒有工藝控制項，此類設備沒有數據采集必要。

⑷系統安全：考慮到卷接包設備長期運行，其上的工控數采機不存儲本地數據，系統出現故障需要快速恢復，建議硬盤和備份移動盤上統一備份有GHO文件，可以快速一鍵恢復。

綜上所述，卷包數采系統的應用，提高了車間領導對車間現場的監控管理能力，減輕了生產統計人員的統計工作量和提高統計速度，增強了車間合理安排生產調度計劃的科學性，提升車間管理信息化能力。

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