制絲線中控操作追溯系統的設計與應用

張永華, 熊竹隱, 毛國輝, 潘志方

(紅云紅河煙草(集團)有限責任公司，內蒙古 烏蘭浩特 137400)

制絲線中控操作追溯系統的設計與應用

張永華, 熊竹隱, 毛國輝, 潘志方

(紅云紅河煙草(集團)有限責任公司，內蒙古 烏蘭浩特 137400)

為了使產品發生品質問題時追溯的更加準確、全面，為產品品質分析提供是否存在人為操作錯誤或失誤的因素，從而更好地為實際生產服務，設計開發了制絲線中控操作追溯系統。在現有的中控操作客戶端監控組態軟件IFIX和生產管理系統(MES)基礎上，分析制絲線監控管理層網絡構架，統計和編輯中控操作的相關變量，存儲操作工的所有操作行為、操作時間及所在機器號。應用表明，系統運行穩定，數據查詢方便、準確，能夠準確地反映出中控操作工的所有操作內容，實現了品質到人的目的。

煙草；制絲；追溯；操作

紅云紅河集團所屬各生產廠的異地或就地技改目前都已完成，制絲生產線的設備和控制模式發生了很大的變化，監控系統和信息化建設更加完善。由于引進了MES系統，大量的數據為產品品質的跟蹤分析提供了重要的依據，生產跟蹤及反饋作為其中的一個子模塊其作用也是尤其重要。目前集團對產品的追溯流程如圖1所示。其中，制絲線存在工序多、工序之間的交叉多、操作范圍廣和控制點多等特點，所以在制絲線的產品品質追溯只能是逐個工序進行分析，但是這種分析的最小單位只是控制點，它無法準確的反應出是否存在因為人為因素造成的操作失誤或錯誤而影響了產品品質，而且過程中品質發生波動后不能夠確定責任人及查找原因。目前，烏蘭浩特卷煙廠制絲線采用的是兩班制生產、中控操作的模式，很多時候兩個班交接的時候某一批料正在生產，這樣就造成了班與班之間的交叉，又由于制絲線是流水線作業，所以在生產過程中不可避免的會出現中控操作工暫時的離崗或替崗，這些都給產品品質的追溯帶來很大的難度。為此，設計一套能夠對中控操作工操作后的追溯系統非常必要，它應當能夠詳細地反應出操作工的操作行為、時間及所在機器號，把“人”這個不確定因素加入產品品質追溯及分析中。

圖1 卷煙品質追溯流程示意圖

1 系統設計

1.1 設計思路

目前，紅云紅河集團各生產廠已經全面推廣MES，在MES的開發管理平臺基礎上，增加中控用戶日志這一功能界面。將中控室的6名操作工分別授予相應的用戶名和密碼，4臺客戶端分別編號，統計操作畫面上的所有操作按鈕和參數輸入框的地址并對它們進行程序編寫。這樣，客戶端、服務器的歷史數據庫和MES之間就建立了數據采集通訊的聯系，操作工的所有操作信息都會實時的被歷史數據庫采集并保存起來，當需要查詢時，可以在MES上進行相關內容的體現[1-3]。

1.2 系統架構

烏蘭浩特卷煙廠制絲線監控管理層分別采用C/S和B/S模式，因為作為管理層的MES系統目前沒有用到WEB服務器，廠級生產指揮中心正在建設之中，所以只是車間級生產管理系統。底層PLC和上位監控通過5個西門子工業交換機X-400進行通訊，監控軟件是GE公司的IFIX，管理層通過讀取服務器實時歷史數據庫產生相關的生產信息，整個系統采用TCP/IP網絡協議的100、1 000 M以太網絡作為網絡支撐環境，網絡結構見圖2。借助這種架構模式，該系統具有運行維護簡便、信息更新速度快等特點，能夠得到產品品質分析和統計的基本數據。

圖2 監控管理層網絡結構圖

1.3 數據接口技術

生產過程中的所有相關數據通過數采系統存儲在Proficy Historian數據庫中，歷史數據歸檔時間為120天，采用壓實算法對原始數據進行壓縮，提高磁盤存儲空間利用率[4-5]。通過OPC方式實現生產業務信息的轉存，利用.NET技術，通過配置數據庫連接字符串實現與目標數據庫的連接，可以存儲制絲線的生產業務數據，包括工單的批次、班次、產量等信息[6]。

2 追溯系統功能的實現

2.1 相關變量的統計

能夠對產品品質產生影響的相關客戶端操作項包括兩種，分別是操作按鈕和參數輸入框，統計后的一部分地址表示[7-8]如表1。

表1 追溯系統地址統計表

續表1

DB311．DBX0．5YP＿1122B1＿IN＿SELECTBOOLYP＿1122B1進柜選中DB311．DBX0．6YP＿1122B2＿IN＿BUTTONBOOLYP＿1122B2進柜進料按鈕DB311．DBX0．7YP＿1122B2＿IN＿SELECTBOOLYP＿1122B2進柜選中DB311．DBX1．0YP＿1122C1＿IN＿BUTTONBOOLYP＿1122C1柜進料按鈕DB311．DBX1．1YP＿1122C1＿IN＿SELECTBOOLYP＿1122C1進柜選中DB311．DBX1．2YP＿1122C2＿IN＿BUTTONBOOLYP＿1122C2進柜進料按鈕DB311．DBX1．3YP＿1122C2＿IN＿SELECTBOOLYP＿1122C2進柜選中DB311．DBX1．4YP＿1122D1＿IN＿BUTTONBOOLYP＿1122D1柜進料按鈕DB311．DBX1．5YP＿1122D1＿IN＿SELECTBOOLYP＿1122D1進柜選中DB311．DBX1．6YP＿1122D2＿IN＿BUTTONBOOLYP＿1122D2進柜進料按鈕DB311．DBX1．7YP＿1122D2＿IN＿SELECTBOOLYP＿1122D2進柜選中DB311．DBX2．0YP＿1122E1＿IN＿BUTTONBOOLYP＿1122E1柜進料按鈕DB311．DBD20YCJL＿BLREAL一次加料設定比例DB311．DBD24GSJL＿BLREAL梗絲加香設定比例DB311．DBD28ECJL＿BLREAL二次加料設定比例DB311．DBD32YSJX＿BLREAL煙絲加香設定比例

2.2 程序編寫

為了使操作后的內容能夠實時的保存在歷史數據庫中，需要對上述的所有操作項進行程序編寫，監控畫面所用的腳本語言是VB，程序編寫后的示例如下：

1) 當操作工改變薄片熱風溫度設定值時：

Private Sub DataLink600_KeyDown(ByVal KeyCode As Long, ByVal Shift As Long, ContinueProcessing As Boolean)

If KeyCode = 13 Then

Dim ss As Boolean

ss = Actiondescription(user.curUserID.CurrentValue, user.curUserName.CurrentValue, “改變薄片熱風溫度設定值”)

End If

End Sub

2) 當操作工改變梗絲攙兌比例時：

Private Sub DataLink648_KeyDown(ByVal KeyCode As Long, ByVal Shift As Long, ContinueProcessing As Boolean)

If KeyCode = 13 Then

Dim ss As Boolean

ss = Actiondescription(user.curUserID.CurrentValue, user.curUserName.CurrentValue, “改變梗絲比例設定值”)

End If

End Sub

3) 當操作工選擇或取消貯柜進料時：

Dim a

Dim ss As Boolean

If readvalue(“Fix32.THISNODE.CP_632K_IN_BUTTON.F_CV”) = 0 Then

a = MsgBox(“你確認選擇十號貯絲柜進料嗎？”, vbYesNo + 32, “詢問”)

If a = vbYes Then WRITEVALUE “1”, “Fix32.THISNODE.CP_632K_IN_BUTTON.F_CV”

ss = Actiondescription(user.curUserID.CurrentValue, user.curUserName.CurrentValue, “選擇十號貯絲柜進料”)

Else

a = MsgBox(“你確認取消十號貯絲柜進料嗎？”, vbYesNo + 32, “詢問”)

If a = vbYes Then WRITEVALUE “0”, “Fix32.THISNODE.CP_632K_IN_BUTTON.F_CV”

ss = Actiondescription(user.curUserID.CurrentValue, user.curUserName.CurrentValue, “取消十號貯絲柜進料”)

2.3 用戶查詢界面的設計

考慮軟件設計及管理查詢的方便性，將該系統設計安裝在MES客戶端上，即在MES系統的基礎上增加該追溯系統。利用軟件開發語言C#，在MES系統中增加中控日志這一選項，在中控日志界面里分別設計：1) 按用戶名查詢；2) 按操作時間查詢兩種模式。將工位號、操作時間、操作內容和操作人進行同數據庫的連接顯示，實施后的效果[9]如圖3-圖5所示。

圖3 中控日志功能實現圖

圖4 按操作時間查詢功能的實現圖

2.4 系統的管理、維護

為了對該追溯系統進行更好的管理和維護，最終確定系統管理人為車間工藝員，負責每天查看各操作工的操作記錄，結合生產過程控制中的曲線進行品質分析。維護人為車間電氣技術員，負責對各操作工的登錄權限及用戶名、密碼進行統一分配，定期檢查各工位的實際登錄情況。

對系統進行程序維護及變更[10-11]。

圖5 按用戶名查詢功能的實現圖

3 應用效果

系統設計完成后應用效果明顯，為車間及企業的品質分析提供了一個有力的參考，使品質追溯系統更加完善，實現了品質到人這個目的。該系統是結合車間及企業實際獨立實施，很大程度上填補了車間級生產管理系統的技術空白，可以為同行業其他生產廠提供參考。

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[5] 郭如軍，羅應龍，王軍. 面向精細化管理的卷煙企業制造執行系統(MES)的應用[J]. 煙草科技，2008，(6)：29-32.

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[7] 朱敏.基于.NET企業生產過程西格瑪水平測試系統的設計應用[J]. 煙草科技，2012，(1)：36-39.

[8] 劉國海. 集散控制與現場總線[M]. 北京：機械工業出版社，2006.

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[11] 崔洋. MYSQL數據庫應用從入門到精通[M]. 北京：中國鐵道出版社，2013.

Design and Application of Traceable Operating System inCutling Tobacco Production Line

ZHANG Yonghua, XIONG Zhuyin, MAO Guohui, PAN Zhifang

(Hongyun Honghe Tobacco (Group) co., LTD., Wulanhaote 137400, China)

When the quality problem occurs in the production process, the products can be traced lack to accurately and comprehensively and the factor is analyzed to define it which is caused by operating mistake or miss. For this, this pape designs and develops the traceable operating system in the cutting tobacco production line. The clients use IFIX software and production management system (MES) to analyze the monitoring network management architecture, count up and edit the relevant variables in the control operation store all operators operation behavior, operation time and number of machine. In Wulanhaote cigarette factories, its application effect shows that during the production, the system runs smoothly, data query is convenient and accurate, and it can reflect all operators’ operating condition in the central contoll.

tobacco; cut tobacco; tracing back to; operation

張永華(1975-)，男，內蒙古烏蘭浩特人，工程師，學士，主要從事電控系統的管理和維護。

TP274

B

1671-5276(2015)05-0131-03

2014-03-12