台达工业自动化助力纺织行业实现生产过程信息化管理

     随着PLC、变频器、伺服系统等自动化技术的大范围推广和普及应用，纺织机械的自动化水平已经取得长足发展。但由于这些自动化技术的应用多侧重于单台设备纺织工艺自动化水平的提升，因此也造成了大量“信息孤岛”的存在。而这在工业4.0和智能制造快速发展的当下，以及面临原材料上涨、人力成本上扬和国外产品竞争加剧等严峻挑战，单机的自动化显然已经无法满足纺织工业产业升级需要，越来越多的企业开始探索由单机自动化向系统自动化、工厂自动化甚至智能化方向迈进。

     台达作为工业自动化领导品牌，近日运用自有先进自动化技术，成功为某纺织行业客户的并条机车间打造一套高性能、高可靠性、易于操作的车间生产信息监控系统，消除了车间的信息孤岛，实现了对车间整体机台的监控和管理。经运行对比，与车间普通管理模式相比，导入台达并条机车间生产信息监控系统可以有效减少企业用工，提高生产效率，保证产品质量，成为企业提升竞争力的有效途径。

      该客户的并条机车间拥有70台机台，平时实行人工三班工作制运行。在这种运营模式下，存在车间产量数据统计准确性和实时性差、操作工因容易误改工艺参数而造成质量安全无法保证、纺纱品种更换时工艺参数调整费时费力、机台故障无法及时发现等诸多问题。此外，车间通常会安排工艺员进行定期巡检，不仅耗时、增加人工成本，而且无法及时避免问题的发生。

      为解决客户存在的问题，台达采用自主研发的DIAView SCADA工业组态软件，并利用SQL数据库，建立并条机车间生产信息监控系统。同时，每台并条机台也采用了台达“HMI+PLC+伺服”的电控方案。其中台达标准型PLC主机DVP-ES2系列负责控制整机的工艺运行，并通过RS232方式实现与台达HMI通讯，而台达交流伺服驱动器ASDA-A2及小型多功能矢量变频器VFD-E系列则通过MODBUS 、RS485方式进行数据交换和通讯控制。

     台达标准型PLC主机DVP-ES2系列具有两组RS485通讯端口，均支持MODBUS主/从站模式。其中，一组用于同下位驱动装置通讯，实现运动控制；另一组可用于设备联网通信。与此同时，现场还采用台达高功能型主机DVP-SV系列，通过MODBUS 、RS485进行收集10台并条机台主控DVP-ES2系列的寄存器数据以及I/O点状态，再由DVP-EN01以太网模块上传至交换机，由交换机将数据集中上传至台达DIAView SCADA工业组态软件，进行整体数据架构组态，实现车间机台设备实时数据的在线监控与统计管理。下图为整个系统网络拓扑示意图。

图1 台达并条机车间生产信息监控系统联网拓扑架构

     基于台达DIAView SCADA工业组态软件的并条机车间生产信息监控系统，可以分为数据采集层、数据库存储层和数据管理层。系统层级架构示意图如下所示：

图2  台达并条机车间生产信息监控系统层级架构示意图

     其中，数据采集层是在台达DIAView SCADA工业组态软件的I/O通信功能上建立的，通过特定的通讯协议进行数据采集与传输，具有高度的可靠性、稳定性、实时性，主要包括通道设置、设备组态、MODBUS TCP协议驱动以及通讯故障策略。数据存储层是在Microsoft SQL Server 2008 R2和DIAView SCADA工业组态软件数据库工程配置上建立的，前者主要实现数据的对应入库存储及主键索引数据的调取功能，后者主要完成数据库的配置连接及数据交互。数据管理层主要是利用DIAView SCADA工业组态软件中良好的图形、报表显示，来完成对数据的实时监控显示、工艺参数在线设定和历史数据查询等功能。

台达并条机车间生产信息监控系统主要功能模块：

● 故障报警模块：可实时显示机台的报警状况，并追溯报警历史。

图3  故障报警

● 图形监控模块：通过该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。

图4  图形监控

● 参数管理模块：可以在产品进行切换时，对工艺参数进行批量修改。

图5  参数管理

● 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。

图6  报表统计

     台达并条机车间生产信息监控系统，可以满足客户对生产过程中的在线监控、产量统计、工艺在线修改和故障报警等功能需求，同时降低生产成本，提高生产效率和产品良率。该系统不仅可以用于纺织并条工序，而且适用于整个纺织工序，对于纺织行业客户实现对整个工厂信息监控方面具有重要借鉴意义。在后期的系统改进和完善过程中，台达也将逐步导入数据的云储存功能，从而实现移动远端对车间信息的在线监控，进一步提高系统应用便捷性。