銅管生產(chǎn)線(xiàn)管理系統(tǒng)

【摘 要】銅管生產(chǎn)線(xiàn)中的每道工序如熔鑄、聯(lián)拉、盤(pán)拉、在線(xiàn)退火、成型、探傷、精整等是一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程，前一道工序的產(chǎn)品是下道工序的原料，但是各個(gè)工序之間又是相互獨(dú)立的，即各個(gè)工序可以獨(dú)立運(yùn)行。這是一種產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)和分散加工的生產(chǎn)方式。銅管生產(chǎn)線(xiàn)這種特性使對(duì)銅管生產(chǎn)過(guò)程中的原料參數(shù)、工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、產(chǎn)品系數(shù)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)帶來(lái)了不便。目前這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)都是采用人工方式，致使作業(yè)強(qiáng)度大，效率低，時(shí)效性差，生產(chǎn)數(shù)據(jù)更不能及時(shí)地分享。

【關(guān)鍵詞】銅管生產(chǎn)線(xiàn)；管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)；網(wǎng)絡(luò)；共享

1.技術(shù)領(lǐng)域

銅管生產(chǎn)線(xiàn)控制監(jiān)視系統(tǒng)主要是在統(tǒng)一平臺(tái)上完成對(duì)銅管生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、產(chǎn)品分析等管理，從而幫助企業(yè)在銅管制造過(guò)程中整體優(yōu)化銅管生產(chǎn)的各道工序，協(xié)助企業(yè)建立銅管生產(chǎn)線(xiàn)一體化和實(shí)時(shí)化的信息體系。

2.背景技術(shù)

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大，促進(jìn)并支持者中國(guó)成為世界上最大的銅加工生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。銅管生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模或開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的同時(shí)也加大了對(duì)設(shè)備的升級(jí)改造，提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度。由于銅管生產(chǎn)線(xiàn)中的每道工序如熔鑄、聯(lián)拉、盤(pán)拉、在線(xiàn)退火、成型、探傷、精整等生產(chǎn)銅管的工藝段均為單獨(dú)設(shè)備，大部分企業(yè)僅僅提高了單個(gè)工藝段的設(shè)備自動(dòng)化程度，并沒(méi)有把整個(gè)工藝段看成一個(gè)整條銅管生產(chǎn)線(xiàn)，致使各個(gè)工藝段之間缺少聯(lián)系。目前，我國(guó)大部分銅管加工企業(yè)仍處于質(zhì)量檢驗(yàn)階段，工序綜合質(zhì)量控制的手段、方法較為薄弱。銅管生產(chǎn)線(xiàn)控制監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)用是對(duì)工序綜合質(zhì)量控制的一套良好的方法，因此對(duì)銅管生產(chǎn)線(xiàn)控制監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行研究與應(yīng)用具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

（1）生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)化，即收到銅管生產(chǎn)訂單，按照訂單規(guī)格進(jìn)行每道工序的生產(chǎn)，直至產(chǎn)品包裝出廠(chǎng)，每道工序產(chǎn)出的半成品和成品質(zhì)量參數(shù)都能通過(guò)電腦記錄在案，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在各工序段查看上個(gè)工序段生產(chǎn)銅管的情況，并在工程師辦公室查看整條銅管生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行及時(shí)有效的控制。

（2）生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)化，真實(shí)的數(shù)據(jù)反映了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)工序等客觀(guān)事實(shí)。以數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)的管理方式給人以清晰的思路，便于技術(shù)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

（3）產(chǎn)品生產(chǎn)信息化，建立全面的生產(chǎn)工藝、設(shè)備狀態(tài)的信息庫(kù)。既可以集中生產(chǎn)管理，又可以協(xié)調(diào)各部門(mén)對(duì)產(chǎn)品、設(shè)備進(jìn)行評(píng)估、改進(jìn)和研發(fā)。

4.系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)是以SQL server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，以WINCC為平臺(tái)，可編程控制器作為的核心的銅管生產(chǎn)線(xiàn)管理系統(tǒng)。

4.1硬件構(gòu)成

（1）數(shù)據(jù)中心硬件構(gòu)成由帶網(wǎng)卡的工控機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)的方式連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，并為銅管生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化信息共享提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和接口。

（2）現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)包括中央處理器模塊、數(shù)字輸入模塊、數(shù)值輸出模塊、模擬量輸入模塊、以太網(wǎng)接口模塊、觸摸屏、傳感器等組成。

（3）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)之間通過(guò)以太網(wǎng)的方式連成網(wǎng)絡(luò)。

4.2軟件構(gòu)成

（1）中心數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件主要是windows XP、wincc、SQL server 2005。

（2）現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)wincc flexible、Step 7。

5.網(wǎng)絡(luò)布局圖

銅管生產(chǎn)線(xiàn)的數(shù)據(jù)采集的通訊方式采用工業(yè)以太網(wǎng)，其有以下優(yōu)點(diǎn):

（1）工業(yè)以太網(wǎng)（Ethernet）基于TCP/IP的以太網(wǎng)是一種標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)，這種特性適合于解決控制系統(tǒng)中不同廠(chǎng)商設(shè)備的兼容和互操作等問(wèn)題。

（2）以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率高，可以提供足夠的帶寬。而且以太網(wǎng)資源共享能力強(qiáng)， 利用以太網(wǎng)作現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，很容易將I/O數(shù)據(jù)連接到信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)共享。

（3）低成本、易于組網(wǎng)是以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)。以太網(wǎng)網(wǎng)卡價(jià)格低廉，以太網(wǎng)與計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等接口十分方便。

（4）以太網(wǎng)易與Internet連接。任何地方都可以通過(guò)Internet對(duì)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)視 控制;以太網(wǎng)方便實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接的優(yōu)勢(shì)可以使電子商務(wù)與工業(yè)生產(chǎn)控制緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管控一體化。

6.銅管生產(chǎn)線(xiàn)管理系統(tǒng)實(shí)施及效果

隨著銅管生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，對(duì)銅管內(nèi)在質(zhì)量的穩(wěn)定也提出了更高的要 求。這就需要在制造加工過(guò)程中按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，避免各工序點(diǎn)參數(shù)的隨意變動(dòng)而引起銅管加工內(nèi)在品質(zhì)的波動(dòng)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

質(zhì)量管理系統(tǒng)建立對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的大量數(shù)據(jù)的采集基礎(chǔ)上面。大量的原始現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品參數(shù)提供給專(zhuān)家進(jìn)行處理分析，從而生產(chǎn)更加科學(xué)的生產(chǎn)工序參數(shù)和質(zhì)量控制指標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助工具很容易對(duì)產(chǎn)品主要參數(shù)形成曲線(xiàn)圖、排列圖、波動(dòng)圖、直方圖等直觀(guān)圖表，這些圖表為管理決策者提供詳實(shí)、準(zhǔn)確地分析報(bào)告，成為銅管生產(chǎn)綜合質(zhì)量控制提升以及決策支持的有力工具。

銅管生產(chǎn)管理系統(tǒng)首先井下數(shù)據(jù)采集，這些數(shù)據(jù)參數(shù)包括：客戶(hù)產(chǎn)品要求參數(shù)原材料參數(shù)，工藝參數(shù)，產(chǎn)品檢測(cè)參數(shù)，機(jī)器設(shè)備參數(shù)。這些參數(shù)是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，它表征了銅管生產(chǎn)中的工序環(huán)節(jié)中來(lái)料狀態(tài)、產(chǎn)品狀態(tài)、客戶(hù)要求、生產(chǎn)數(shù)量等信息。這樣在中控室中各個(gè)位專(zhuān)家可以靈活調(diào)取自己需要的參數(shù)加以分析，在現(xiàn)場(chǎng)操作者也可以清楚的了解自己要生產(chǎn)的產(chǎn)品原料狀態(tài)和需要生產(chǎn)產(chǎn)品的要求。例如要生產(chǎn)規(guī)格為Φ5mm*0.35mm的銅管一萬(wàn)米，把這個(gè)參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)傳給現(xiàn)場(chǎng)道工序出，頭道工序熔鑄開(kāi)始生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了工序、班組、客戶(hù)、規(guī)格、時(shí)間、數(shù)量、產(chǎn)品壁厚等等一系列參數(shù)。這些參數(shù)在計(jì)算機(jī)輔助工具的幫助下可以進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，求平均值，次品出現(xiàn)率，客戶(hù)需求分布，從而達(dá)到指導(dǎo)生產(chǎn)的目的。而一些有用參數(shù)也被傳遞給了下一道工序，如已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的數(shù)量，產(chǎn)出產(chǎn)品規(guī)格，這樣下道工序能清楚的安排自己的生產(chǎn)。

質(zhì)量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下效果：

（1）數(shù)據(jù)采集由人工記錄轉(zhuǎn)變成了計(jì)算機(jī)記錄，數(shù)據(jù)采集更加及時(shí)準(zhǔn)確，內(nèi)容更加豐富，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化辦公。

（2）系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，使相關(guān)部門(mén)及時(shí)掌握產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)情況和變化趨勢(shì)，有利于采取有效措施，避免重大質(zhì)量事故的發(fā)生，減少不必要的損失。

（3）系統(tǒng)中集成了microsoft office技術(shù)，通過(guò)microsoft office對(duì)數(shù)據(jù)強(qiáng)大的編輯、整理和統(tǒng)計(jì)功能，為產(chǎn)品的評(píng)價(jià)、質(zhì)量的改進(jìn)和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（4）系統(tǒng)具有強(qiáng)大的通信能力，它可以及時(shí)地把產(chǎn)品生產(chǎn)信息傳送到各個(gè)相關(guān)部門(mén)，能迅速協(xié)調(diào)各部門(mén)，提高了銅管生產(chǎn)線(xiàn)的管理效率，保證了對(duì)銅管生產(chǎn)過(guò)程的有效控制。

7.結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)將各道工序有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)及通訊網(wǎng)絡(luò)建立了銅管生產(chǎn)線(xiàn)的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)信息的存儲(chǔ)、分享、分析和控制； 信息平臺(tái)通過(guò)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、excel輔助工具等緊密集成，及時(shí)協(xié)調(diào)各個(gè)工序段產(chǎn)品生產(chǎn)，并提前發(fā)現(xiàn)過(guò)程質(zhì)量隱患，幫助工藝質(zhì)量控制人員及時(shí)采取正確的預(yù)防和糾正措施以消除質(zhì)量隱患、保證生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，并持續(xù)提升工序保證能力，提高了銅管生產(chǎn)的管理水平，實(shí)現(xiàn)了銅管生產(chǎn)的信息化。 [科]