臺達工業自動化助力紡織行業實現生產過程信息化管理

／中達電通股份有限公司／

臺達工業自動化助力紡織行業實現生產過程信息化管理

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隨著PLC、變頻器、伺服系統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取得長足發展。但由于這些自動化技術的應用多側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4.0和智能制造快速發展的當下，以及面臨原材料上漲、人力成本上揚和國外產品競爭加劇等嚴峻挑戰，單機的自動化顯然已經無法滿足紡織工業產業升級需要，越來越多的企業開始探索由單機自動化向系統自動化、工廠自動化甚至智能化方向邁進。

臺達作為工業自動化領導品牌，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信息監控系統，消除了車間的信息孤島，實現了對車間整體機臺的監控和管理。經運行對比，與車間普通管理模式相比，導入臺達并條機車間生產信息監控系統可以有效減少企業用工，提高生產效率，保證產品質量，成為企業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，存在車間產量數據統計準確性和實時性差、操作工因容易誤改工藝參數而造成質量安全無法保證、紡紗品種更換時工藝參數調整費時費力、機臺故障無法及時發現等諸多問題。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生。

為解決客戶存在的問題，臺達采用自主研發的DIAView SCADA工業組態軟件，并利用SQL數據庫，建立并條機車間生產信息監控系統。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方式實現與臺達HMI通訊，而臺達交流伺服驅動器ASDA-A2及小型多功能矢量變頻器VFD-E系列則通過MODBUS 、RS485方式進行數據交換和通訊控制。

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，一組用于同下位驅動裝置通訊，實現運動控制；另一組可用于設備聯網通信。與此同時，現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系列的寄存器數據以及I/O點狀態，再由DVP-EN01以太網模塊上傳至交換機，由交換機將數據集中上傳至臺達DIAView SCADA工業組態軟件，進行整體數據架構組態，實現車間機臺設備實時數據的在線監控與統計管理。圖1為整個系統網絡拓撲示意圖。

圖1 臺達并條機車間生產信息監控系統聯網拓撲架構

基于臺達DIAView SCADA工業組態軟件的并條機車間生產信息監控系統，可以分為數據采集層、數據庫存儲層和數據管理層。系統層級架構示意圖如圖2所示。

圖2 臺達并條機車間生產信息監控系統層級架構示意圖

其中，數據采集層是在臺達DIAView SCADA工業組態軟件的I/O通信功能上建立的，通過特定的通訊協議進行數據采集與傳輸，具有高度的可靠性、穩定性、實時性，主要包括通道設置、設備組態、MODBUS TCP協議驅動以及通訊故障策略。數據存儲層是在Microsoft SQL Server 2008 R2和DIAView SCADA工業組態軟件數據庫工程配置上建立的，前者主要實現數據的對應入庫存儲及主鍵索引數據的調取功能，后者主要完成數據庫的配置連接及數據交互。數據管理層主要是利用DIAView SCADA工業組態軟件中良好的圖形、報表顯示，來完成對數據的實時監控顯示、工藝參數在線設定和歷史數據查詢等功能。

臺達并條機車間生產信息監控系統主要功能模塊：

1）故障報警模塊（見圖3）：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

2）圖形監控模塊（見圖4）：通過該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。

3）參數管理模塊（見圖5）：可以在產品進行切換時，對工藝參數進行批量修改。

圖4 圖形監控

4）報表統計模塊（見圖6）：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。

臺達并條機車間生產信息監控系統，可以滿足客戶對生產過程中的在線監控、產量統計、工藝在線修改和故障報警等功能需求，同時降低生產成本，提高生產效率和產品良率。該系統不僅可以用于紡織并條工序，而且適用于整個紡織工序，對于紡織行業客戶實現對整個工廠信息監控方面具有重要借鑒意義。在后期的系統改進和完善過程中，臺達也將逐步導入數據的云儲存功能，從而實現移動遠端對車間信息的在線監控，進一步提高系統應用便捷性。

圖5 參數管理

圖6 報表統計