關于卷包數采數據采集的完整性研究

趙丹麗++房庭棟

摘 要：煙草行業車間的數據管理是全國各卷煙廠信息化管理的重要環節，在卷煙廠對卷包機組的數據管理不斷的探索中，黃金葉生產制造中心卷包車間在利用數采系統對數據采集的基礎上以ZB45包裝機旁通信號為突破點，進一步提高了數據采集的完整性。

關鍵詞：旁通信號；卷包數采；完整性

中圖分類號：TS4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0043-02

隨著融合了計算機、通信和信息處理技術的電子信息技術的飛速發展，使得信息共享應用日益廣泛與深入，黃金葉制造中心（以下簡稱中心）是2014年由河南中煙的鄭州卷煙廠和新鄭卷煙廠異地搬遷重組而成，新的起點造就更高的平臺，黃金葉制造中心著眼于整個廠區的大數據平臺應用研究和分析，其建立的基礎首先是從各個部門反饋而來的大量、實時、準確的基礎數據，作為中心重要的生產車間卷接包車間從以往的數據采集報表分析數據采集缺失率達到10%左右，這樣致使后續關鍵業務如產量核算、輔料消耗的質量也將大打折扣，基礎數據的缺失意味著基礎數據的不準確，進而導致中心整個大數據分析的底層支持缺乏堅實基礎，使綜合分析無意義，成為制約整個廠區信息化發展的障礙，因此迫切需要針對卷包間的剔除數據與整體數據的關聯性開展相關研究。本文以數據缺失為出發點，以包裝機旁通檢測剔除信號為突破點，探索數據集成的新模式，切實解決實際工作中的問題。

卷包數采系統作為四大集控系統之一，處于企業信息化建設三層構架的底層，主要是通過實時采集卷包車間產量、消耗、質量等關鍵數據，實現精益生產控制、精益設備工藝支撐、精益質量成本管控等目的，并為企業各級管理提供卷包生產數據服務支撐，卷包車間數據采集技術能夠記錄生產車間實時生產的所有數據，是生產制造信息化的基礎也是工業4.0得以實現的根本保障，它通過構建大數據平臺，把生產設備和生產操作現場的的實時數據分門別類地寫入相關的數據庫，經過數據庫的后臺繁瑣的算法計算后，逐項把基礎數據歸檔，并通過查詢系統展現出來，確保了數據采集的直觀性和數據的二次可利用性，但數據的采集在實際工作中也會存在很多問題，需要更為深入地研究技術上的關鍵點，有效降低數據采集的數據空白率，才能從根本上確保數據的質量，而在大量的實踐應用中大多數數據缺失均因為旁通檢測關閉所導致的的數據流失。旁通檢測是車間卷煙設備上的檢測設備，旁通檢測設備的啟停直接關系到數據的采集與否，在沒有人為因素干擾且旁通檢測正常使用的情況下，數據的有效采集率均達到了99%左右，那么問題來了，在怎樣用信息化的思維，依托現有的數采系統去解決旁通檢測開關與設備運行的問題，這便是本文研究的問題：

1 影響數據采集完整性的因素

1.1 網絡故障

黃金葉生產制造中心卷包車間共45組設備，每個機組包括卷煙機、輔連設備，包裝機共有6個采集點，各個采集點之間形成環型網絡，由于網絡本身存在不穩定的因素，易受病毒入侵，加上橫跨的采集點位較多，容易造成數據缺失，且網絡受線路、供電情況，電纜質量、周圍施工狀態影響也頗大，因此網絡對數據采集完整性的影響是不可避免的。

1.2 采集程序故障

在數據傳輸中，無論哪一種接口的采集程序，基于該端口的數據傳輸均可能有故障發生，車間目前采集網采用接口以opc為主，管理網與采集網絡結合的部分接口以Tomcat，且各個接口均布有接口監控程序，因此因接口問題所造成的數據損失，微乎其微。

1.3 實時數據的本身問題

實時數據的采集是依賴于生產設備本身的網絡和采集程序，如果生產設備本身處于采集的空檔，即剔除檢測設備關閉，設備的采集也會有很大的空檔期，雖然實時數據庫建立在較為穩定的windows 平臺上，但由于長期的運行負荷，運行垃圾會逐漸累積，運行速度會變慢很多，嚴重時很可能會導致運行系統的崩潰，系統崩潰勢必會影響數據的完整性。

綜上所述，影響數據的原因多為硬件本身，網絡故障所造成的影響，受現階段網絡水平的限制，我們所能做的改善有限，而在實時數據本身的問題中，旁通檢測設備控制存在可改進的空間，以此為突破口進行改進。

2 旁通檢測所造成數據缺失的解決對策

2.1 提取旁通開關啟停信號

以車間較為成熟的機型ZB45為研究對象，該機型包裝機電柜上有3個旁通檢測信號開關點，設備點名稱分別為：“X”檢測旁通選擇器、“CH”檢測脫機選擇器、“CT”檢測脫機選擇器，此開關的開否直接影響相應部位的計數，而在實際生產中，卷接包車間的包裝設備上的剔除檢測按鈕由于人為原因或設備原因均可能會關閉，通過重新改造線路增加數據采集線纜，把包裝機上的3個旁通信號點位連接到包裝機數采200PLC上，并在包裝機200PLC上修改相應的采集程序，這樣數采系統就可以直觀地采集旁通檢測啟停的信號，經過內部一系列的信號轉化和中心處理器處理分析，整合出反饋信號，并發出推送信息至相關客戶端及以備采取后續相關動作。

2.2 搭建綜合數據集成平臺

基于卷包數采現有的系統框架，綜合旁通信號新路徑的設計，中心卷包車間把控制模塊進行展開和功能延伸，形成嶄新的數據集成平臺，具體包括旁通檢測信號在管理軟件中的配置功能、消息推送功能、開關按鈕、查詢功能，旁通檢測信號在機臺的報警程序，旁通檢測信號在實時監控的點位展示和歷史信息的查詢等等，基本實現了旁通檢測數據集成平臺在整個生產流程中的無縫嵌入，比如某機組正常運行設備時，旁通信號忽然關掉，生產現場的警報燈首先對操作機臺的操作人員進行機臺報警提醒，同時對責任片區的管理人員在管理軟件推送相關信息，卷接包車間的中控室實時監控的顯示屏上也會有警示燈閃爍，提醒中控工進行處理，三位一體，確保能及時糾正因旁通檢測關閉所造成的數據缺失。

2.3 實現設備的遠程控制

在情況較為嚴重的情況下，可以通過輔聯直接中斷設備的正常運轉，起到避免卷煙質量事故的發生和基礎數據缺失的作用，在這其中遠程控制的實現，是通過把搭建的旁通檢測信號新平臺與YF17的輔料控制模塊進行有機結合，完全實現實時監控和對異常機組的遠程控制。

YF17輔聯設備的控制模塊是河南中煙黃金葉制造中心的卷接包車間的獨家創造專利，它通過在YF17輔聯設備上加裝專門的中間繼電器，利用數采項目在卷煙機上部署的S7-200PLC，采集YF17輔聯設備停機信號，通過人為調整采集程序的檔位，來實現遠程或本地控制輔聯YF17設備啟停功能，并提供控制指示燈來顯示控制狀態。其中，遠程控制意為在管理軟件中制定專門的程序，通過在管理軟件中設定參數方式，當反饋結果達到設定值時，能直接控制設備的運行，本地控制就是在原來設備運行的基礎上，當反饋結果達到設定值時，會有相關的提醒和警示信號。

3 結語

盡管采集數據的完整性受到各方面的影響，但通過不斷的改進和完善必定能不斷的提高采集程序的準確度和完整性，本文僅從減少旁通數據缺失率為出發點所作的改進和嘗試，在一定程度上完善了數據的完整性，還有其他方面留給我們探索和研究的可能性。