自动化数字管理技术在织带行业的研发与应用

舒耀华

自动化数字管理技术在织带行业的研发与应用

舒耀华

（浙江三鼎织造有限公司，浙江义乌322000）

①本论文是义乌市重大科技项目编号：2006-G1-03，项目名称：自动化数字管理技术在织带行业的研发和应用）的项目成果。

②作者简介：舒耀华，浙江三鼎织造有限公司信息处处长，高级程序员，项目技术总监督。

摘要：综合运用自动化技术与信息化技术，采集织带机数据，利用485总线和以太网双网络，将数据与ERP软件无缝集成，实现“自动化和信息化的一体化，生产过程和企业管理的一体化”，通过“两个一体化”改善生产管理，提高企业效益，增强企业的市场竞争力。

关键词：织带机；数据；采集模块；485/TCP-IP协议转换器

1前言

在传统的织带行业，每台织带机每个班次的数据提取还处于“人工抄表、手工录入”的计数状态，此方式存在人为可操控致使码表计数不精确的现象，再加上换班不及时抄表等现象存在，导致生产产量数据无法精确，以至降低产量数据的有效性与订单完成的精准性。生产管理人员目前无法即时了解机器的停台率，不能有效了解产能和订单在生产过程中的状态，设备管理部门无法第一时间监控一线的设备运行情况以及有效统计设备的机台停滞占时及设备故障率。这些问题在目前订单式管理中表现的越来越突出，严重影响工作效率，制约企业的发展。

进入21世纪。越来越多的传统产业企业意识到信息化是现代企业的经营管理中不可或缺的重要组成部分。例如全球最大的织带企业-----浙江三鼎织造有限公司在信息化方面投入力度比较大，该公司建立了连接各子公司的完备的计算机网络。网络分为三部分：第一部分是局域网（INTRANET），主要分布在中心机房所在的公司总部、各子公司以及各个分厂，它们通过骨干交换机组成百兆到桌面的局域网。第二部分是广域网（EXTRANET），中心机房通过电信专用裸光纤接至各子公司和分厂机房，组成公司的广域网；它将中心机房所在公司局域网和各子公司及分厂局域网相连。第三部分是互联网（INTERNET），采用防火墙技术将内外网隔离，利用VPN技术，通过互联网可以访问公司总部、各子公司和各分厂的局域网共享公司内部数据。

在比较完善的网络基础上，通过一系列的软件实现企业资源的共享，为企业领导提供各方面数据，从而使领导能实时了解企业的生产、销售等各方面信息，为企业领导的决策，提供可靠依据。

三鼎公司现有软件：财务管理子系统、进销存管理子系统、人事工资管理子系统、成本管理子系统、企业互联网应用、考勤子系统、集团一体化消费子系统。

成熟运用比较完备的计算机网络和企业管理软件，使该公司具备了实施《自动化数字管理技术在织带行业的研发与应用》项目的信息化基础。

2国内外技术现状、发展趋势

据了解，在国内织带行业是个劳动密集型行业，生产数据人工录入的简单电脑统计软件，在一些企业已实现。这种织机的集群式自动化数字管理系统，虽然在大型的织布企业有所应用，但也只限于产量的自动统计应用。工艺、管理与织布大不相同的织带行业，这种自动化数字管理系统的应用，在国内还是一页空白。

企业ERP系统是企业信息化中的核心，是实现现代化管理的强大利器。它能协助企业整合各种信息，加快资源规划、配置与决策的速度，使一切管理进入数字时代成为可能。织带机联网的自动化数字管理技术的研制与开发项目，是信息化与生产管理的有机衔接系统，使信息化管理的触角延伸到企业的每个管理系统，使企业管理浑然成为一个高度规范的可管可控的规范体系。

3主要研究内容和研究思路

本项目的思路是在各个车间内采用脉冲数据采集模块，采集每台织带机的走步脉冲。数据采集模块采用485总线进行连接，通讯协议采用MODBUS协议。每150-250台数据采集器共用一台485/以太网协议转换器，将485信号转换后转发到以太网上，与公司现有的上位机ERP软件进行数据通信，达到“数据信号上传，有关命令迅速下达”的自动化与信息化一体的管理效果。

总体系统架构如下：

图2公司级网络图

图3车间级网络图

根据图2和图3的设计结构，本项目要研究以下两个方面的内容：

3.1采集织带机的物理信号并转换成数字信号，数字信号被处理后传递到上位机ERP软件，并实现无缝连接

本系统采用多路脉冲采集模块、采集数据，该模块采用16bit超低功耗MCU。MCU内集成了几乎所有的外围电路，模块没有任何的扩展，信号的输入采用光电隔离，提高了系统的可靠性和抗干扰能力，具体原理如图4：

图4输入电路

数据采集器采集的数据传给数据处理器，数据处理器对数据进行整理，并将处理好的数据工业现场总线传给服务器，实现采集数据与上位机ERP无缝连接，数据通讯采用MODICOM公司开发的MODBUS协议，通过此协议实现将数据转换为可以在计算机网络上传输的数据。

3.2采集的数据传输到服务器ERP后，实现自动化和信息化的一体化

①实现生产计划管理和基层生产的一体化（生产计划调度和统计的信息一体化），提高数据的准确性和及时性；②根据传输的故障信息，实现自动化和设备管理的一体化；③根据传输的正废品信息，实现自动化与质量管理的一体化；④根据传输的每个工人的产量信息和正废品信息，实现自动化与计件工资管理的一体化；⑤根据传输的生产信息，实现自动化与成本管理的一体化；⑥根据传输的班组生产信息，实现自动化与班组考核管理的一体化。

数据安全性方面采用：三层数据结构，重要的数据在数据采集器、数据处理器、服务器中都有，而且数据处理器、服务器这两层中的数据又是双重的，最大限度地考虑了数据的安全性问题。

设备之间的轮询式自动诊断。由上一级设备对下一级设备进行巡检。服务器定时巡检数据处理器，数据处理器定时巡检数据采集器，出现故障时自动报警。由于采用独立式、模块化设计，使得日常维护能做到快速、及时。数据处理器、数据采集器都采用接插件连接，出现故障时直接调换。

4项目设备介绍

①数据采集模块。用于采集织带机的产量、开停机、断经、断纬等信号，每一组织带机1个。②485/TCP-IP协议转换器。用于将485网络协议转换为以太网上的TCP－IP协议，同时对采集器采集到冰传输给转换器的数据进行校验、处理和保存。每个车间需要使用一台。③485中继器。用于每个车间，对信号起放大作用，增加总线负载能力和抗干扰能力。④服务器。两台IBMX3850M2服务器上将运行自行开发的软件，接收所有织带机的相关数据并提供web访问服务。两台服务器一备一用，当主服务器出现异常时备用服务器会自动接替主服务器，服务器用于公司总部机房。⑤监控计算机。监控计算机用车间和办公室内的现有计算机即可。监控计算机用于监控织带机产量及工作状态、查看报表、显示历史纪录和报警记录，只要连接到集团局域网的计算机都可以作为监控计算机。监控计算机不需要安装额外的客户端软件，使用IE浏览器即可实现上述功能。出于数据安全考虑，监控计算机访问数据时需要输入用户名和密码，根据用户名所具有的权限访问相应的数据。

4.6网络设备

交换机、主交换机和路由器等网络设备均采用H3C可网管设备，通过QOS配置保证在网络比较繁忙时生产数据优先传输。

5结束语

根据前文所述，可以看出该项目实现了“自动化和信息化的一体化，生产过程和企业管理的一体化”，通过两个“一体化”提升企业管理水平，达到了项目预期的目标。

参考文献：

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[2]刘飞．CIMS制造自动化［M］．机械工业出版社，1997．

[3]杨元庆．管理变革与信息化建设［M］．中国科学文化音像出版社，2005．

[4]刘建昌，周玮，王明顺．计算机控制网络［M］．清华大学出版社，2006．