物聯網技術在經編機上的應用

楊宏國

（常德紡織機械有限公司，湖南常德 415004）

0 引言

經編行業屬于勞動密集型行業，經編機車間需要大量的擋車工和設備維護人員時刻對經編機進行編織故障和機械故障排除。經編機一般24 h 不停機，車間噪聲大、溫度高、工作環境惡劣，對工作人員身體有一定傷害。如果通過遠程監控，把巡檢工作集中在中控室的屏幕上，將人從車間里解放出來，不僅提高了人工作環境的舒適度，且能提高工作效率。物聯網技術在經編機上的推廣，可以推進無人化工廠發展。

1 物聯網在經編機上應用的原理

物聯網，即萬物相連的互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，將各種信息傳感設備與互聯網結合起來形成一個巨大的網絡，實現在任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通。物聯網在經編機上應用物聯網連接（圖1）主要是通過物聯模塊采集經編機信息，模塊將采集到的信息通過網絡傳送至云平臺，云平臺將收到的信息傳送至軟件中心，軟件中心將處理過的數據再次通過云平臺傳送至各個計算機等終端系統，同時終端也可以通過云平臺傳輸數據至經編機，從而實現經編機狀態可視化、生產實時化、傳輸遠程化、調試網絡化等功能。

圖1 經編機物聯網連接

2 物聯網在經編機上應用實施

數字化是信息化的基礎，信息化是智能化的前提，實現經編機無人化紡織工廠關鍵在于設備的互聯互通。設備的互聯互通架構一般包括：感知層、網絡層和應用層，經編機物聯網采集如圖2 所示。對于經編機來說，感知層是由PLC 控制系統和采集模塊組成，主要用于信息的收集。網絡層用來實現設備互聯，可根據需要選擇合適的物聯網技術。工業物聯網技術包括現場總線、工業以太網、工業無線網、窄帶蜂窩網、寬帶蜂窩網等多種技術。根據現場情況，經編機選用了4G 流量卡。在應用層可以實現設備互通，實現了設備狀態監測、產品運維等多種應用。數據的整合形成不同行業的公有云，如設備管理云、針織產品云等，從而實現大數據的管理云平臺。經編機一般采用PLC 控制，在控制器中存儲著經編機的運行狀態、故障報警、工藝參數等生產數據，這些數據可以通過網絡傳送至云平臺，從而實現信息的透明化。經編機電氣柜里面安裝物聯網采集模塊，采集模塊通過網線和控制器連通，從而實現雙向數據傳遞。物聯網采集模塊將采集到的數據通過網絡傳送至云平臺，同時把云平臺的數據傳送至控制器，從而實現數據的雙向流通。可以通過網絡了解云平臺數據，同時也可以傳遞指令至經編機，從而實現遠程監控和控制。

圖2 經編機物聯網采集

3 物聯網在經編機上應用效果

物聯網技術在經編機上的應用實現了經編機的遠程運維。運用云平臺對每一臺生產的經編機進行建檔，實現全生命周期管理。以用戶為單位，對經編機進行歸檔。通過云平臺無論何時何地都可以通過手機或PC 查看到經編機實時運行狀態，實現設備的透明化。通過對狀態參數的分析，對每臺經編機實施有針對性的專業維護指導，降低設備運維成本。經編機的故障報警信息一目了然，省去用戶和機床廠家電話溝通和傳真的麻煩。廠家可根據故障報警信息，分析發生故障的原因，按照用戶需要遠程操作經編機解決故障。可以實現經編機系統的更新和參數的優化等，為經編機電氣系統的維護提供強有力的支持，加快設備故障處理進度，降低設備故障率。

物聯網技術在經編機上的應用實現了經編機工廠的數字化管理。經編機廠家可以利用這個云平臺搭建自己的智慧工廠，實現車間生產透明化。建立車間中控室，通過可視化看板展現所有設備的運行狀態，實現從1 人管1 臺經編機到1 人管多臺的新工作模式，減少勞動力，大大提高工作效率和管理水平。通過中控室的電腦可以對經編機進行簡單的電氣系統運維，大大節省運維成本，提高維修效率。通過物聯網，對采集的數據進行分析處理，為設備管理和工藝優化提供數據依據。經編機的效率和產量的采集為工廠制定生產計劃和下發工單提供依據。經編機的機速和牽拉密度等主關鍵參數一直是困擾用戶的難題，通過物聯網可以整和所有經編機參數，進行數據分析，優化工藝參數。經編機視覺監控系統，可視化看板展現了每臺經編機的運行狀態，讓每位員工與管理者清楚地看到目前在生產什么及生產的進度，有利于公司的排產和設備維護。物聯網系統加強了生產的管理，加大質量的把控，不僅降低了產品不良率、設備能耗，同時為智能化工廠提供數據支撐。

物聯網技術在經編機上的應用實現了經編機工廠的人性化管理。經編機行業三大痛點：①勞動密集型，在經編機車間需要大量的擋車工和設備維護人員；②工作環境惡劣，車間噪聲大、溫度高，人長時間待在車間，對身體有一定的傷害；③勞動時間長，經編機一般24 h 不停機。物聯網技術在經編機上的普及可以有效解決這3 個問題。通過物聯網建立車間中控室，把工人從車間里面解放出來，通過可視化看板提示有針對性的對經編機進行操作，省去了工人在現場不停巡邏。由原來的1 人看1 臺經編機，變成1 人看多臺經編機，大大提高工作效率，減少勞動力，改善了工作環境。

4 物聯網在經編機的應用實例

（1）經編機用戶A 出現操作屏無任何數據顯示，也沒有任何報警提示，用戶維護人員查找不到故障原因。1 臺經編機每天的純利潤在幾千元，每多停1 d 就多損失幾千元，公司派人到用戶廠家服務大概需要3 d 的時間才能到達，用戶等不起也停不起。公司研發技術人員運用物聯網遠程運維功能，通過遠程聯網診斷，可以查看經編機故障信息，直接了解現場情況。遠程聯網后，調取控制器信息，發現控制器程序和數據一切正常，排除了控制器故障。結合用戶現場反饋的情況，故障點鎖定為操作屏，最直接的方法是更換操作屏，用戶廠家有相同類型的經編機操作屏，遠程指導用戶人員修改相關參數，更換操作屏，故障依舊。故障進一步鎖定為控制器和操作屏的通信問題，遠程指導用戶人員更換通信線，故障解除。本次維修僅用了1 h，就成功解除了用戶的難題，用戶縮短停機時間，為用戶創造更多利益，同時也為公司節省了維修成本。

（2）隨著市場需求的變化，經編機的幅寬也從最初的186 英寸到現在的290 英寸，甚至更長。用戶的需求也在不斷的發生著變化，經編機也在不斷的更新。最初推出的經編機的單次布匹產量極限設置為999 m，當時已經完全滿足用戶需要，隨著用戶訂單需求的變化，用戶單次布匹產量需求突破2000 m，最先推出的經編機布匹產量極限999 m 已經不能滿足生產需求。用戶現場產量數據沒有辦法輸入，面臨著系統升級的難題。如果通過現場運維的方式進行系統參數升級，需要耗費大量的人力物力，工期也比較長。隨著物聯網的推進發展，使難題迎刃而解，研發人員利用物聯網遠程對經編機進行系統參數更新，立刻就能解決這個問題，省時省力。

（3）隨著物聯網技術的普及，用戶B 率先引入物聯網系統，通過物聯網用戶B 擁有的50 臺經編機實現了數字化管理，通過可視化看板實時了解經編機狀況（圖3）。物聯網技術不僅可以優化生產的管理，而且降低了產品不良率，把工人從車間里面解放出來，改善了工人的工作環境，減少了經編機的維護人員。

圖3 用戶B 控制中心

5 結語

隨著工業化進程的加快，越來越多的經編工廠引入物聯網技術，構建數字化工廠。物聯網的普及給經編行業帶來了巨大的變化，改變了傳統的管理方法，提高效率，降低產品不良率和設備能耗，減少勞動力，改善工作環境，推進無人化工廠發展。