紡織企業(yè)全廠管理解決方案 ——MES系統(tǒng)在業(yè)內(nèi)的應(yīng)用

一、項目介紹

    MES在國內(nèi)外被迅速而廣泛地應(yīng)用。企業(yè)開始認(rèn)識到要從最基礎(chǔ)的生產(chǎn)管理上提升競爭力，即只有將數(shù)據(jù)信息從產(chǎn)品級（基礎(chǔ)自動化級）取出，穿過操作控制級，送達(dá)管理級，通過連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息集成才能使企業(yè)在日益激烈的競爭中立于不敗之地。近些年來國內(nèi)的紡織企業(yè)越來越重視生產(chǎn)信息化的建設(shè)。如國外進(jìn)口的豐田自動絡(luò)筒機(jī)和噴氣織機(jī)大都配套有生產(chǎn)信息系統(tǒng)。但該類系統(tǒng)的設(shè)計由于與國內(nèi)紡織企業(yè)管理模式的不同，記錄習(xí)慣的不同以及各類售后服務(wù)的問題并沒有很好的發(fā)揮預(yù)期的作用。

    經(jīng)過筆者廣泛走訪紡織企業(yè)并與企業(yè)管理人員深入交流總結(jié)出紡織企業(yè)對MES的基本功能要求如下：

    ■ 設(shè)備狀態(tài)詳細(xì)監(jiān)控,報警,故障自動記錄；

    ■ 設(shè)備停車次數(shù),停車時間自動記錄,并生成月/年柱狀圖直觀顯示；

    ■ 設(shè)備維修輸入,其記錄自選查詢,列表顯示；

    ■ 工廠基礎(chǔ)資料(客戶與員工信息,設(shè)備與產(chǎn)品、原料信息,供應(yīng)商信息)集中管理；

    ■ 設(shè)備日產(chǎn)量/月產(chǎn)量/年產(chǎn)量錄入及自動統(tǒng)計；

    ■ 設(shè)備預(yù)防性維護(hù)輸入及記錄自選查詢并顯示；

    ■ 工廠物料庫存(原料出入庫,原料庫存,產(chǎn)品出庫,產(chǎn)品入庫,產(chǎn)品庫存記錄)集中管理；

    ■ 人員產(chǎn)量自動錄入并按日/月/年自動統(tǒng)計,按需要自選查詢；

    ■ 集成工廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)；

    ■ 設(shè)備故障率/有效使用率自動統(tǒng)計生成,并由日/月/年/柱狀圖直觀顯示；

    ■ 人員績效自動統(tǒng)計生成,并由日/月/年柱狀圖直觀顯示；

    ■ 便捷的工廠信息查詢并打印報告功能；

    ■ 工廠能耗管理模塊

    當(dāng)然上面是綜合了若干企業(yè)需求分析而歸納總結(jié)的結(jié)果，實際中企業(yè)需求只是上面分析的一個子集。

    二、設(shè)備介紹

    紡織企業(yè)的MES系統(tǒng)作為一個應(yīng)用軟件，具備大多數(shù)應(yīng)用軟件所具有的相似的系統(tǒng)流程，如圖：

     紡織MES系統(tǒng)應(yīng)該包含狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備管理、產(chǎn)量管理、庫存管理、能耗管理、基礎(chǔ)信息、查詢、打印、文檔管理、用戶管理等模塊。紡織MES數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要確定：基本數(shù)據(jù)項，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及數(shù)據(jù)處理流程。并由此轉(zhuǎn)換為實際數(shù)據(jù)模型，從而設(shè)計出數(shù)據(jù)庫中的表以及確定各個表之間的關(guān)系。紡織MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)表應(yīng)該包含：設(shè)備產(chǎn)量表、設(shè)備報警表、設(shè)備生產(chǎn)效率表、設(shè)備維修表、設(shè)備停車表、設(shè)備維護(hù)表、維護(hù)提醒表、零件庫存表、客戶信息表、產(chǎn)品信息表、供應(yīng)商、設(shè)備信息表、員工信息表、原料信息表、用戶管理表等。

    臺達(dá)集團(tuán)子公司中達(dá)電通是提供完整工業(yè)自動化解決方案的專業(yè)公司，臺達(dá)全系列硬件產(chǎn)品能很好的滿足各種工況下設(shè)備的組網(wǎng)信息化項目。系統(tǒng)采用全套臺達(dá)硬件，如臺達(dá)ES2/EX2系列PLC、臺達(dá)DOP-B觸摸屏、臺達(dá)MODBUS網(wǎng)關(guān)RTU-EN01、臺達(dá)以太網(wǎng)絡(luò)交換器等。硬件聯(lián)網(wǎng)的機(jī)臺使用臺達(dá)PLC控制器或者觸摸屏,利用DVP-SV或【RTU-EN01】通過EASYLINK 協(xié)議采集PLC的數(shù)據(jù)，再通過以太網(wǎng)模塊及交換機(jī)上傳。采用EASYLINK協(xié)議，穩(wěn)定性和通訊速度比MODBUS普通協(xié)議更快。

    三、項目方案

    山東某紡織企業(yè)利用臺達(dá)DVP28SV-PLC高速計數(shù)的模式，采集霍爾傳感信號，從而得到每班的產(chǎn)量【米數(shù)】，用DELPHI編制上位機(jī)程序，進(jìn)行采集、查詢、統(tǒng)計和報表生成。利用MYSQL和APACHE、PHP技術(shù)及動態(tài)域名解析實現(xiàn)外網(wǎng)訪問產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

    四、項目分析

    該車間有6臺印染設(shè)備分別是拉幅、定型、和印花機(jī)型。原機(jī)器是采用的MCGS觸屏和三菱PLC，由于設(shè)備比較舊，幾臺機(jī)器計數(shù)霍爾傳感早已經(jīng)損壞，長期不用了，而是靠人工抄“進(jìn)料單”，然后每次相加得到一個班的產(chǎn)量。分析后決定采用霍爾傳感加臺達(dá)DVP28SV及左側(cè)以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)采集產(chǎn)量，然后用高級語言編寫上位機(jī)程序，進(jìn)行統(tǒng)計查詢?nèi)霂斓炔僮鳌?/p>

五、硬件拓?fù)?

    六、現(xiàn)場施工及程序操作

    印染設(shè)備普遍體積大，走線非常困難。我們采取設(shè)備上方吊鋼絲和部分PVC穿管的方式，將霍爾傳感器的信號線接到PLC處。有效避開了設(shè)備的高溫區(qū)，也避免了妨礙車間的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。

    ■ PLC程序部分：采用程序中斷型高速計數(shù)器，共六路?；魻杺鞲衅靼惭b的計數(shù)主軸轉(zhuǎn)速持續(xù)在120轉(zhuǎn)/分鐘。采用該模式計數(shù)完全滿足了生產(chǎn)需求。

    ■ 上位機(jī)程序編寫：通訊協(xié)議采用MODBUS TCP，利用Delphi編寫多線程采集程序，通過28SVPLC的左側(cè)擴(kuò)展DVPEN01高效、穩(wěn)定采集PLC主機(jī)的DWORD產(chǎn)量值，同時將采集到的產(chǎn)量數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、報表模塊的編寫。   Delphi被稱為第四代編程語言，它具有簡單、高效、功能強(qiáng)大的特點。和VC相比，Delphi更簡單、更易于掌握，而在功能上卻絲毫不遜色；和VB相比，Delphi則功能更強(qiáng)大、更實用。在Delphi眾多的優(yōu)勢當(dāng)中，它在數(shù)據(jù)庫方面的特長顯得尤為突出：適應(yīng)于多種數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，從客戶機(jī)/服務(wù)機(jī)模式到多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式；高效率的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和新一代更先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫引擎；最新的數(shù)據(jù)分析手段和提供大量的企業(yè)組件。所以我們只要靈活掌握DELPHI能極大的加快上位機(jī)的程序開發(fā)進(jìn)程。

    ■ 編程分析： Delphi開發(fā)語言的強(qiáng)項在于數(shù)據(jù)庫操作，查詢，統(tǒng)計等，采用Delphi完成底層數(shù)據(jù)的采集，但是在多機(jī)臺、多IP時，為了提高數(shù)據(jù)刷新響應(yīng)速度，則必須采用多線程采集模式，而創(chuàng)建多線程以后，必須充分管理好線程的創(chuàng)建和銷毀，否則會給整個上位機(jī)系統(tǒng)帶來極不穩(wěn)定的因素。同時注意對象的創(chuàng)建和銷毀，避免內(nèi)存泄露和溢出，這樣則可以在有限的時間內(nèi)以較快的速度創(chuàng)建一個健壯的上位機(jī)程序。

    ■ 局域網(wǎng)內(nèi)或外網(wǎng)訪問的方式：

    配置APACHE服務(wù)器 MYSQL PHP以滿足局域網(wǎng)內(nèi)其他電腦的訪問。同時來用磊科的路由器綁定花生殼申請的動態(tài)域名能夠?qū)崿F(xiàn)外網(wǎng)對數(shù)據(jù)的訪問。當(dāng)然最好是采用固定IP，雖然每月1000多元帶寬費用，但穩(wěn)定性好的多。

    實現(xiàn)該功能的方法就是在MES軟件向SQLSERVER錄入數(shù)據(jù)后，馬上向MYSQL數(shù)據(jù)庫重復(fù)錄入一邊數(shù)據(jù)。這樣保證了MYSQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與SQLSERVER數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致，同時也不用人為進(jìn)行數(shù)據(jù)庫間同步等干預(yù)。而利用開源PHPMYAdmin 可以在外網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計打印工作，使得外網(wǎng)訪問異常方便。

    ■ 關(guān)鍵聯(lián)網(wǎng)硬件：DVPEN01-SL，SV系列主機(jī)左側(cè)以太網(wǎng)高速擴(kuò)展模塊。

    七、項目總結(jié)

    總之，本文通過案例全面介紹了紡織MES系統(tǒng)在生產(chǎn)企業(yè)是如何設(shè)計、操作、部署和實施，以及通過紡織MES系統(tǒng)中兩個常規(guī)功能闡述了MES是如何極高的提高企業(yè)的生產(chǎn)管理運行效率。所以，可以毫不夸張的說MES是紡織企業(yè)高效管理之利器。而臺達(dá)硬件產(chǎn)品則全面助力紡織廠MES的實施。