【摘要】为了提升纺纱工厂整体效益，客户需要一套高性价比、可靠性高、易于操作的信息系统，台达细纱机信息化系统可以使客户容易的实现机台的管理、全车间整体监控、工艺参数修改、生产报表统计等功能。
【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.
【关键字】细纱机信息化系统；控制方案
【Keywords】spinning frame information system;control solution
人力成本的上升、原材料价格的上涨以及人民币汇率的不断提升，不断的挤压纺织、服装市场的利润空间，如何减少劳动力的使用量、减少机台的停车时间、提升机台的使用效率成为工厂管理者迫在眉睫的问题。
某客户细纱机车间共计拥有110台机台，实行三班工作制，每天都需要人员到机台上抄写产量数据，然后输入到Excel表格中进行统计，数据的准确性、实时性较差；同时为了防止操作工擅自修改工艺参数，需要工艺员定时对现场机台的参数进行定时巡检；另外纱线品种变更时，需要对到车间对每个机台的参数进行一一调整，费时费力，机台出现故障时，无法及时了解到，降低了机台的使用效率。为了提升纺纱工厂整体效益，客户需要一套高性价比、可靠性高、易于操作的信息系统，台达细纱机信息化系统可以使客户容易的实现机台的管理、全车间整体监控、工艺参数修改、生产报表统计等功能。
1 解决方案
客户机台的细纱机采用的是台达的控制方案，为“文本+PLC+PLC”的方式，文本采用DVP-TP04AS2，PLC采用DVP 24ES，而变频器采用台达专为纺织行业涉及的无散热风扇的平板机型VFD-B-P系列变频器，如图1所示。
图1 系统结构图
由于原本机台上选择的PLC为只有两个通讯口的DVP ES系列，而在机台上因需要和文本显示器及变频器通讯，因此PLC的两个通讯口均已被占用，而文本显示器除去与PLC通讯的RS232接口，仍然有一个RS-485通讯接口空闲，因此选择此485通讯口为数据机台数据的采集和修改接口，无需再增加额外的数据采集器，节省了客户的投入成本。
根据数据的采集流程，信息系统分成三层，如图2所示，自下而上依次为：
设备层：机台的文本显示器对PLC进行读写控制；
数据交换层：数据交换层的PLC与各个机台的文本显示器进行数据交换；
信息层：PC的数据读写模块对与数据交换层PLC进行数据交换。
图2 系统架构图
1.1 设备层
采用Modbus方式通讯，将机台上所需要读写的工艺参数进行搬移、集中化处理，减少不连续地址读写带来的低效率，每个机台需要读取的参数达到90个字，写入达到20个字。
1.2 数据交换层
在数据交换层中，用台达DVP 28SV作为主站，对机台的TP文本显示器直接进行数据的读取和写入。主从PLC的通讯协议采用PLC-link进行，PLC-link是台达基于Modbus开发的一种通讯方式，具备从站自动侦测功能，从站断线提示，从站数据交换指示等功能，一个主站最多可以和32台PLC从站进行数据交换，通讯速度最高可达115kbps，每次最大读取字数100个，最大写入字数100个。
考虑到读写周期，每个数据交换层的PLC连接11个机台。整个车间的所有机台参数可在不到2秒内完成参数的读取。
1.3 信息层
信息层通过工业以太网进行数据交换，工业以太网凭借高速、易于扩展等特点，吸引越来越多用户，本项目中主要采用Modbus TCP协议，数据交换层的PLC可通过左侧扩展的以太网模块DVP EN01，与工控机进行数据交换。
信息系统的软件主要由8个功能块组成：
1）设备管理模块：可对设备的型号、规格等参数进行统一管理；
2）数据交换模块：数据采集模块用于获取设备的产量、工艺参数、报警信息等信息，用于产品全程追溯；
3）图形化监控模块：将采集模块采集到的数据进行通过文字、表格、图片等方式显示，通过模块可监控到车间每一个机台的生产信息，包括机台的运行电流、当前产量、运行时间等，通过图形、动画的方式，还可更直观地反应生产现场的信息；
4）参数管理模块：可以在进行产品切换时进行，对工艺参数进行批量修改；
5）报表统计模块：报表功能可以根据客户设定，定时生成日报、周报、月报等，格式与Excel完全兼容；
6）数据库模块：用于存储产量等关键数据，以便报表统计模块调用；
7）Web监视模块：用户可在局域网内通过网页的方式进行了解车间的生产状况；
8）报警模块：可实时显示机台的报警状况，并追溯报警历史。
图3 机台参数监视画面
图4 工艺参数设置画面
图5 生产报表模块
2 实施结果
通过细纱机信息系统，客户可深切的感受到信息化带来的好处。
1）取消了每天产量数据抄写、输入，取而代之的是报表统计功能，节省了劳动力的使用量，同时减少人为的误差。
2）取消了工艺人员的参数巡检，节省了时间，产品的质量有更大的保障。
3）而参数管理模块以避免了更改参数时逐一修改造成的时间浪费，通过配方的方式进行参数的修改，减少了更换品种所需要的时间，使得生产更加的灵活。
4）对于设备而言，若出现故障问题时，可以第一时间赶到现场，减少设备停机时间，同时机台的故障记录可作为设备维护保养的依据。
图6 项目实施后现场车间
目前，台达细纱机信息化系统已经在国内的部分纺纱厂开始启用，很好地解决了纺织企业生产作业过程和管理的问题，为企业精简管理人员、提高产品质量、优化生产调度提供了可靠的依据，给企业带来良好的社会和经济效益。
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