某公司織機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案研究

1、*公司織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)三期技術(shù)方案浙江中控電氣技術(shù)有限公司2003/10/30織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)三期技術(shù)方案浙江中控電氣技術(shù)有限公司2003/10/30*公司織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)三期（噴水織機(jī)車間）技術(shù)方案一、 項(xiàng)目背景和實(shí)施目標(biāo)1、 項(xiàng)目背景國(guó)內(nèi)許多大型紡織生產(chǎn)企業(yè)在經(jīng)歷了多年的積累發(fā)展后，已逐漸淘汰了落后的生產(chǎn)設(shè)備，采用世界技術(shù)領(lǐng)先的進(jìn)口設(shè)備，使工廠的自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率得到顯著提高、生產(chǎn)成本有效降低，對(duì)企業(yè)的后續(xù)發(fā)展起到了積極作用。但是目前紡織行業(yè)中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題是，各生產(chǎn)設(shè)備之間往往獨(dú)立工作，沒(méi)有集中監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)管理平臺(tái)，給企業(yè)管理水平和科學(xué)決策水平的提高帶來(lái)了不利影響，這個(gè)矛盾在機(jī)器數(shù)量

2、眾多的織布廠表現(xiàn)得尤為突出。2、 織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的一般目標(biāo)織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)所要解決的問(wèn)題是采集分散于各臺(tái)織機(jī)上的相關(guān)信號(hào)，匯集到監(jiān)控管理平臺(tái)，經(jīng)后臺(tái)處理軟件的處理，向生產(chǎn)管理人員和操作人員提供諸如機(jī)器實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、告警、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)報(bào)表輸出等監(jiān)控管理功能?？棛C(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠幫助相關(guān)人員縮短故障處理的響應(yīng)時(shí)間、積累和分析故障數(shù)據(jù)、減少生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)工作量，并提高統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。3、 *公司織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的具體目標(biāo)經(jīng)與*公司有關(guān)人員討論后，我們確定了織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)（三期）的具體目標(biāo)，列述如下：（1） 項(xiàng)目范圍：*公司噴水織機(jī)車間共120臺(tái)噴水織機(jī)，其中豐田L(fēng)W603織機(jī)48臺(tái)、日產(chǎn)LW551

3、織機(jī)72臺(tái)。（2） 監(jiān)控點(diǎn)每臺(tái)織機(jī)需要監(jiān)控的點(diǎn)分別為：織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)、緯停信號(hào)、棄邊絞邊停信號(hào)、滿匹停信號(hào)、其它停信號(hào)、產(chǎn)量信號(hào)。120臺(tái)織機(jī)總共需要監(jiān)控的點(diǎn)數(shù)為720點(diǎn)。其中產(chǎn)量信號(hào)需要在織機(jī)上另加檢測(cè)機(jī)構(gòu)采集，詳細(xì)描述見(jiàn)附件。（3） 系統(tǒng)功能對(duì)噴水車間內(nèi)的120臺(tái)噴水織機(jī)的運(yùn)行、緯停、棄邊絞邊停、滿匹停、其它停車五種狀態(tài)和產(chǎn)量信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。每臺(tái)紡織機(jī)都有自己的地址，在監(jiān)控管理平臺(tái)（即上位機(jī)）的監(jiān)控窗口，可以清楚地顯示每臺(tái)織機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，織機(jī)的狀態(tài)顯示可以在窗口用文本提示，也可以用與織機(jī)信號(hào)燈柱一致的形狀顏色方案（或用戶提出的其它顏色方案）表示，以符合生產(chǎn)人員的習(xí)慣。用戶可

4、根據(jù)需要，設(shè)定統(tǒng)計(jì)時(shí)間段，系統(tǒng)提供每臺(tái)織機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率、停機(jī)原因、每種停機(jī)原因下的停機(jī)次數(shù)和停機(jī)時(shí)間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，方便生產(chǎn)管理人員和維護(hù)人員對(duì)織機(jī)的故障分析。系統(tǒng)可以滿足廠方的生產(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行班次設(shè)定；實(shí)現(xiàn)廠方不同時(shí)期的生產(chǎn)需要，對(duì)車間內(nèi)所有織機(jī)按照產(chǎn)品品種進(jìn)行分類；實(shí)現(xiàn)對(duì)所有織機(jī)進(jìn)行任意分組。結(jié)合織機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，每一個(gè)班次都可以形成三種不同的生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表（按機(jī)臺(tái)號(hào)分、按小組號(hào)分、按品種分）。把各個(gè)班次的報(bào)表匯總，還可以形成日計(jì)、月計(jì)等數(shù)據(jù)匯總。支持對(duì)以上各類數(shù)據(jù)報(bào)表的打印、顯示。二、 系統(tǒng)原理和技術(shù)方案1、 系統(tǒng)原理不論是老型號(hào)的LW551型，還是新型號(hào)的LW603型噴水織機(jī)，都自帶了一個(gè)狀態(tài)監(jiān)控

5、輸出接口LAN05。LAN05是070接口插頭，接口的針號(hào)、針腳信號(hào)及信號(hào)含義見(jiàn)圖1和表1。圖1：織機(jī)監(jiān)控信號(hào)接口表1：LAN05針腳信號(hào)針腳名稱輸出內(nèi)容輸出電平信號(hào)燈柱1COM公共點(diǎn)2RUN織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)低，停止時(shí)高運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)紅燈閃爍3SL黃燈信號(hào)停止時(shí)低，準(zhǔn)備狀態(tài)高電源通且織機(jī)停黃燈亮4FL緯停信號(hào)緯停時(shí)低緯停時(shí)紅燈亮5DL1棄邊、絞邊停信號(hào)棄邊、絞邊停低棄邊、絞邊停藍(lán)燈亮6DL2滿匹停信號(hào)滿匹停低滿匹停綠燈亮7PSPS信號(hào)主軸290-320度高，其它低8E織機(jī)接地織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的原理是通過(guò)加裝接口電路采集織機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)信號(hào)，利用加裝的檢測(cè)機(jī)構(gòu)采集產(chǎn)量數(shù)據(jù)（詳見(jiàn)附件），經(jīng)編碼傳輸，將信號(hào)

6、匯集到主控制器。主控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，與監(jiān)控管理平臺(tái)（上位機(jī)）的監(jiān)控軟件進(jìn)行通信。上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)顯示織機(jī)狀態(tài)，存儲(chǔ)記錄數(shù)據(jù)。利用上位機(jī)監(jiān)控軟件的統(tǒng)計(jì)功能生產(chǎn)管理人員可以調(diào)用已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，形成報(bào)表文件，供瀏覽和打印。2、 技術(shù)方案 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載我們?yōu)?公司織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案采用本公司的自主開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品OpenSys GCS-1控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱GCS），在上位機(jī)（監(jiān)控管理平臺(tái)）上加裝本公司開(kāi)發(fā)的通用組態(tài)軟件包和監(jiān)控軟件，在每臺(tái)織機(jī)上加裝信號(hào)采集編碼模塊OS-SS08，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主控制柜內(nèi)部板卡配置如圖3所示：圖2：監(jiān)

7、控管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3：主控制柜內(nèi)部板卡配置各部分功能簡(jiǎn)介如下：（1） 信號(hào)采集模塊接口織機(jī)的LAN05，采集織機(jī)狀態(tài)信號(hào)，接口（另外加裝）檢測(cè)機(jī)構(gòu)采集的產(chǎn)量信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成抗干擾能力較強(qiáng)、適宜較遠(yuǎn)距離傳輸?shù)目偩€信號(hào)格式。（2） OpenSys主控制柜匯集和解碼信號(hào)采集模塊送來(lái)的信號(hào)，與上位機(jī)監(jiān)控軟件進(jìn)行通信并上報(bào)數(shù)據(jù)。（3） 監(jiān)控管理平臺(tái)（上位機(jī)）和監(jiān)控軟件 顯示織機(jī)狀態(tài)和告警信息，存儲(chǔ)OpenSys上報(bào)數(shù)據(jù)，按要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和報(bào)表生成，支持歷史數(shù)據(jù)查詢和報(bào)表打印。3、 系統(tǒng)布線根據(jù)車間現(xiàn)場(chǎng)織機(jī)布置情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了圖4所示的布線方案。主控制柜A和主控制柜B分別負(fù)責(zé)北、南兩片各60臺(tái)織機(jī)（與車間

8、分組相同分法）的信號(hào)采集。信號(hào)采集模塊和開(kāi)關(guān)量輸入模塊之間的信號(hào)電纜及兩機(jī)柜之間的以太網(wǎng)電纜用PVC線槽包裹，用安裝支架支擱，布于噴水織機(jī)下的排水溝，不露明線。圖：車間內(nèi)系統(tǒng)布線示意圖4、 設(shè)備清單*公司織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)（三期）的硬件設(shè)備配置清單列于下表。表2：織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)（三期）的硬件設(shè)備配置清單序號(hào)型號(hào)設(shè)備名稱描述數(shù)量1工控機(jī)上位機(jī)微機(jī)和打印機(jī)，用作監(jiān)控管理平臺(tái)（可用現(xiàn)有設(shè)備）12OS-201S小機(jī)柜715*425*1000mm23OS-IO08（LOC）CPU機(jī)架支持8個(gè)IO模塊，支持OMC-3/E(R)CPU24OS- IO08（EX）擴(kuò)展IO機(jī)架支持8個(gè)擴(kuò)展IO模塊25OS-PW

9、S12電源模塊AC 85-264V自適應(yīng)輸入，9A DC輸出46OS-OMC-3/ERCPU模塊功能同OS-OMC-2/E，支持?jǐn)U展IO機(jī)架27OS-XDC12開(kāi)關(guān)量輸入模塊支持DC 12/24V開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入328OS-SS08信號(hào)采集模塊織機(jī)狀態(tài)信號(hào)采集和產(chǎn)量信號(hào)采集12094口工業(yè)用HUB用于連接上位機(jī)和兩個(gè)主控制柜10CBLEH06以太網(wǎng)通信電纜用于上位機(jī)與OpenSys主控制器通信80米116芯屏蔽線信號(hào)電纜用于連接信號(hào)采集模塊和開(kāi)關(guān)量輸入模塊3500米12其它附件用于信號(hào)電纜外包裹的PVC管約600米，PVC三通若干，用于PVC管安置的安裝支架若干織機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的軟件主要安裝在上

10、位機(jī)，包括Windows NT4.0操作系統(tǒng)、組態(tài)軟件包、監(jiān)控軟件等。組態(tài)軟件包通過(guò)上位機(jī)與OpenSys CPU模塊的通信，完成對(duì)OpenSys控制器的組態(tài)下載；監(jiān)控軟件用于現(xiàn)場(chǎng)OpenSys的監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上提供豐富的人機(jī)接口畫面，在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)顯示、操作、記錄、打印等監(jiān)控功能。三、 項(xiàng)目實(shí)施的分工界面為使項(xiàng)目順利開(kāi)展，我們建議表三所列的分工界面。表3：分工界面序號(hào)大類項(xiàng)目分工描述1硬件提供用作上位機(jī)的計(jì)算機(jī)和打印機(jī)盡可能利用*公司原有設(shè)備，如不能用中控電氣提出技術(shù)要求，*公司購(gòu)買2OS-201S小機(jī)柜中控電氣提供3OS-IO08（LOC）CPU機(jī)架中控電氣提供4OS-

11、 IO08（EX）擴(kuò)展IO機(jī)架中控電氣提供5OS-PWS12電源模塊中控電氣提供6OS-OMC-3/ER CPU模塊中控電氣提供7OS-XDC12開(kāi)關(guān)量輸入模塊中控電氣提供8OS-SS08信號(hào)采集模塊中控電氣提供9口工業(yè)用HUB中控電氣提供10CBLEH06以太網(wǎng)通信電纜中控電氣提供12信號(hào)電纜中控電氣提出技術(shù)要求，*公司購(gòu)買13其它附件：PVC管、安裝支架中控電氣提出技術(shù)要求，*公司購(gòu)買、制作14軟件提供操作系統(tǒng)中控電氣提供15組態(tài)軟件包中控電氣提供16監(jiān)控軟件中控電氣提供17工程實(shí)施線纜鋪設(shè)*公司鋪設(shè)，中控電氣督導(dǎo)18線纜接頭處理和連接中控電氣施工，*公司提供配合19OpenSys機(jī)柜安裝

12、*公司施工，中控電氣督導(dǎo)，*公司提供220V電源供電20OpenSys機(jī)柜內(nèi)器件安裝中控電氣安裝21OpenSys上電調(diào)試中控電氣調(diào)試22上位機(jī)軟件安裝中控電氣安裝23系統(tǒng)聯(lián)調(diào)中控電氣調(diào)試24服務(wù)設(shè)備維修一年保修；長(zhǎng)期維修，只收工本費(fèi)25技術(shù)支持中控電氣提供電話和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持26用戶培訓(xùn)中控電氣提供現(xiàn)場(chǎng)用戶培訓(xùn)27其它用于產(chǎn)量檢測(cè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)*公司采購(gòu)傳感器并安裝，中控電氣提供技術(shù)支持四、 其它需要說(shuō)明的問(wèn)題1、 本方案完全采用中控自主開(kāi)發(fā)并已被廣泛使用的成熟產(chǎn)品，具有性能穩(wěn)定，項(xiàng)目實(shí)施周期短的優(yōu)點(diǎn)。2、 OpenSys控制系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，如果以后車間的織機(jī)數(shù)量擴(kuò)充，只需加裝主控制柜和信號(hào)

13、采集編碼模塊，工程實(shí)施非常簡(jiǎn)單方便。3、 如果車間主管以上層面的公司領(lǐng)導(dǎo)需要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)或?yàn)g覽報(bào)表，本系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。附件：產(chǎn)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)量檢測(cè)是通過(guò)在卷取軸的一側(cè)加裝檢測(cè)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖A是織機(jī)上經(jīng)紗織成布的示意圖，圖中紅框內(nèi)是布匹卷取軸，這根軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)了布匹的卷取，由于布匹本身不繞在這根軸上，所以可以通過(guò)軸的周長(zhǎng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)就可以計(jì)算出布匹的長(zhǎng)度。 圖A：經(jīng)紗成布示意圖軸的周長(zhǎng)是一個(gè)恒定值，只要檢測(cè)出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)或角度，就能夠算出布的產(chǎn)量。圖B是加裝檢測(cè)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖B：需加裝的檢測(cè)機(jī)構(gòu)示意圖首先在軸上裝上一些被測(cè)組件（金屬塊），被測(cè)組件的數(shù)量視檢測(cè)精度要求而定，這些被測(cè)組件要按一周360度除以被測(cè)組件數(shù)量等角度分布，并盡量裝在靠近軸邊緣的地方（但不能碰到布）。其次在正對(duì)軸某一位置的地方裝一個(gè)接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)