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公司织机监控管理系统三期技术方案

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**公司

织机监控管理系统三期

技术方案

浙江中控电气技术有限公司
/10/30

织机监控管理系统三期

技术方案

浙江中控电气技术有限公司
/10/30

**公司
织机监控管理系统三期( 喷水织机车间) 技术方案

一、 项目背景和实施目标
1、 项目背景
国内许多大型纺织生产企业在经历了多年的积累发展后, 已逐渐淘汰了落后的生产设备, 采用世界技术领先的进口设备, 使工厂的自动化程度、 生产效率得到显着提高、 生产成本有效降低, 对企业的后续发展起到了积极作用。可是当前纺织行业中普遍存在的一个问题是, 各生产设备之间往往独立工作, 没有集中监控和统计管理平台, 给企业管理水平和科学决策水平的提高带来了不利影响, 这个矛盾在机器数量众多的织布厂表现得尤为突出。
2、 织机监控管理系统的一般目标
织机监控管理系统所要解决的问题是采集分散于各台织机上的相关信号, 汇集到监控管理平台, 经后台处理软件的处理, 向生产管理人员和操作人员提供诸如机器实时运转状态、 告警、 生产数据统计、 自动报表输出等监控管理功能。织机监控管理系统能够帮助相关人员缩短故障处理的响应时间、 积累和分析故障数据、 减少生产统计工作量, 并提高统计的准确性。
3、 **公司织机监控管理系统的具体目标
经与**公司有关人员讨论后, 我们确定了织机监控管理系统( 三期) 的具体目标, 列述如下:
（1） 项目范围:
**公司喷水织机车间共120台喷水织机, 其中丰田LW603织机48台、 日产LW551织机72台。
（2） 监控点
每台织机需要监控的点分别为: ①织机运转信号、 ②纬停信号、 ③弃边绞边停信号、 ④满匹停信号、 ⑤其它停信号、 ⑥产量信号。120台织机总共需要监控的点数为720点。
其中产量信号需要在织机上另加检测机构采集, 详细描述见附件。
（3） 系统功能
①对喷水车间内的120台喷水织机的运行、 纬停、 弃边绞边停、 满匹停、 其它停车五种状态和产量信号进行实时检测, 并进行数据记录。
②每台纺织机都有自己的地址, 在监控管理平台( 即上位机) 的监控窗口, 能够清楚地显示每台织机的当前状态, 织机的状态显示能够在窗口用文本提示, 也能够用与织机信号灯柱一致的形状颜色方案( 或用户提出的其它颜色方案) 表示, 以符合生产人员的习惯。
③用户可根据需要, 设定统计时间段, 系统提供每台织机的运转率、 停机原因、 每种停机原因下的停机次数和停机时间的数据统计, 方便生产管理人员和维护人员对织机的故障分析。
④系统能够满足厂方的生产习惯进行班次设定; 实现厂方不同时期的生产需要, 对车间内所有织机按照产品品种进行分类; 实现对所有织机进行任意分组。结合织机的运行状态数据, 每一个班次都能够形成三种不同的生产数据报表( 按机台号分、 按小组号分、 按品种分) 。把各个班次的报表汇总, 还能够形成日计、 月计等数据汇总。
⑤支持对以上各类数据报表的打印、 显示。
二、 系统原理和技术方案
1、 系统原理
不论是老型号的LW551型, 还是新型号的LW603型喷水织机, 都自带了一个状态监控输出接口LAN05。LAN05是070接口插头, 接口的针号、 针脚信号及信号含义见图1和表1。
图1: 织机监控信号接口
表1: LAN05针脚信号
针脚
名称
输出内容
输出电平
信号灯柱
1
COM
公共点

2
RUN
织机运转信号
运转时低, 停止时高
运转时红灯闪烁
3
SL
黄灯信号
停止时低, 准备状态高
电源通且织机停黄灯亮
4
FL
纬停信号
纬停时低
纬停时红灯亮
5
DL1
弃边、 绞边停信号
弃边、 绞边停低
弃边、 绞边停蓝灯亮
6
DL2
满匹停信号
满匹停低
满匹停绿灯亮
7
PS
PS信号
主轴290-320度高, 其它低

8
E
织机接地

织机监控管理系统的原理是经过加装接口电路采集织机的运转状态信号, 利用加装的检测机构采集产量数据( 详见附件) , 经编码传输, 将信号汇集到主控制器。主控制器对信号进行处理后, 与监控管理平台( 上位机) 的监控软件进行通信。上位机监控软件实时显示织机状态, 存储记录数据。利用上位机监控软件的统计功能生产管理人员能够调用已存储的数据, 进行分类统计, 形成报表文件, 供浏览和打印。

2、 技术方案 中国最大的资料库下载
我们为**公司织机监控管理系统设计的方案采用本公司的自主开发的控制系统产品OpenSys GCS-1控制系统( 简称GCS) , 在上位机( 监控管理平台) 上加装本公司开发的通用组态软件包和监控软件, 在每台织机上加装信号采集编码模块OS-SS08, 以实现系统功能。织机监控管理系统的结构如图2所示, 主控制柜内部板卡配置如图3所示:

图2: 监控管理系统结构

图3: 主控制柜内部板卡配置
各部分功能简介如下:
（1） 信号采集模块
接口织机的LAN05, 采集织机状态信号, 接口( 另外加装) 检测机构采集的产量信号, 并将信号转换成抗干扰能力较强、 适宜较远距离传输的总线信号格式。
（2） OpenSys主控制柜
汇集和解码信号采集模块送来的信号, 与上位机监控软件进行通信并上报数据。
（3） 监控管理平台( 上位机) 和监控软件
显示织机状态和告警信息, 存储OpenSys上报数据, 按要求进行统计和报表生成, 支持历史数据查询和报表打印。
3、 系统布线
根据车间现场织机布置情况, 我们设计了图4所示的布线方案。主控制柜A和主控制柜B分别负责北、 南两片各60台织机( 与车间分组相同分法) 的信号采集。信号采集模块和开关量输入模块之间的信号电缆及两机柜之间的以太网电缆用PVC线槽包裹, 用安装支架支搁, 布于喷水织机下的排水沟, 不露明线。

图４: 车间内系统布线示意图
4、 设备清单
**公司织机监控管理系统( 三期) 的硬件设备配置清单列于下表。
表2: 织机监控管理系统( 三期) 的硬件设备配置清单
序号
型号
设备名称
描述
数量
1
工控机
上位机
微机和打印机, 用作监控管理平台( 可用现有设备)
1
2
OS-201S
小机柜
715*425*1000mm
2
3
OS-IO08( LOC)
CPU机架
支持8个IO模块, 支持OMC-3/E(R)CPU
2
4
OS- IO08( EX)
扩展IO机架
支持8个扩展IO模块
2
5
OS-PWS12
电源模块
AC 85-264V自适应输入, 9A DC输出
4
6
OS-OMC-3/ER
CPU模块
功能同OS-OMC-2/E, 支持扩展IO机架
2
7
OS-XDC12
开关量输入模块
支持DC 12/24V开关量信号输入
32
8
OS-SS08
信号采集模块
织机状态信号采集和产量信号采集
120
9
4口
工业用HUB
用于连接上位机和两个主控制柜
１
10
CBLEH06
以太网通信电缆
用于上位机与OpenSys主控制器通信
80米
11
6芯屏蔽线
信号电缆
用于连接信号采集模块和开关量输入模块
3500米
12

其它附件
用于信号电缆外包裹的PVC管约600米, PVC三通若干, 用于PVC管安置的安装支架若干

织机监控管理系统的软件主要安装在上位机, 包括Windows NT4.0操作系统、 组态软件包、 监控软件等。组态软件包经过上位机与OpenSys CPU模块的通信, 完成对OpenSys控制器的组态下载; 监控软件用于现场OpenSys的监控, 并在此基础上提供丰富的人机接口画面, 在上位机上实现现场机器的运行状态显示、 操作、 记录、 打印等监控功能。
三、 项目实施的分工界面
为使项目顺利开展, 我们建议表三所列的分工界面。
表3: 分工界面
序号
大类
项目
分工描述
1
硬件提供
用作上位机的计算机和打印机
尽可能利用**公司原有设备, 如不能用中控电气提出技术要求, **公司购买
2
OS-201S小机柜
中控电气提供
3
OS-IO08( LOC) CPU机架
中控电气提供
4
OS- IO08( EX) 扩展IO机架
中控电气提供
5
OS-PWS12电源模块
中控电气提供
6
OS-OMC-3/ER CPU模块
中控电气提供
7
OS-XDC12开关量输入模块
中控电气提供
8
OS-SS08信号采集模块
中控电气提供
9
４口工业用HUB
中控电气提供
10
CBLEH06以太网通信电缆
中控电气提供
12
信号电缆
中控电气提出技术要求, **公司购买
13
其它附件: PVC管、 安装支架
中控电气提出技术要求, **公司购买、 制作
14
软件提供
操作系统
中控电气提供
15
组态软件包
中控电气提供
16
监控软件
中控电气提供
17
工程实施
线缆铺设
**公司铺设, 中控电气督导
18
线缆接头处理和连接
中控电气施工, **公司提供配合
19
OpenSys机柜安装
**公司施工, 中控电气督导, **公司提供220V电源供电
20
OpenSys机柜内器件安装
中控电气安装
21
OpenSys上电调试
中控电气调试
22
上位机软件安装
中控电气安装
23
系统联调
中控电气调试
24
服务
设备维修
一年保修; 长期维修, 只收工本费
25
技术支持
中控电气提供电话和网络技术支持
26
用户培训
中控电气提供现场用户培训
27
其它
用于产量检测的检测机构
**公司采购传感器并安装, 中控电气提供技术支持

四、 其它需要说明的问题
1、 本方案完全采用中控自主开发并已被广泛使用的成熟产品, 具有性能稳定, 项目实施周期短的优点。
2、 OpenSys控制系统具有良好的扩展性, 如果以后车间的织机数量扩充, 只需加装主控制柜和信号采集编码模块, 工程实施非常简单方便。
3、 如果车间主管以上层面的公司领导需要监控数据或浏览报表, 本系统能够方便的实现联网。

附件: 产量检测机构

产量检测是经过在卷取轴的一侧加装检测结构来实现。图A是织机上经纱织成布的示意图, 图中红框内是布匹卷取轴, 这根轴的转动带动了布匹的卷取, 由于布匹本身不绕在这根轴上, 因此能够经过轴的周长和转动的圈数就能够计算出布匹的长度。

图A: 经纱成布示意图

轴的周长是一个恒定值, 只要检测出轴转动的圈数或角度, 就能够算出布的产量。图B是加装检测结构的示意图。

图B: 需加装的检测机构示意图

首先在轴上装上一些被测组件( 金属块) , 被测组件的数量视检测精度要求而定, 这些被测组件要按一周360度除以被测组件数量等角度分布, 并尽量装在靠近轴边缘的地方( 但不能碰到布) 。其次在正对轴某一位置的地方装一个接近开关, 当被测组件随轴转到正对接近开关时, 开关动作( 如开关闭合) , 发出信号, 而当被测组件离开接近开关时, 开关恢复常态( 如开关断开) 。经过这样改装后, 轴每转动一周, 接近开关就会发出与被测组件数量相同的动作次数。经过检测接近开关的动作次数, 就可计算得到布的产量。
布产量=接近开关动作次数×轴周长/轴上被测组件数
事实上许多织机虽然没有装这些检测机构, 但都为用户考虑了这一点, 在卷取轴上留了四个螺孔, 以方便用户在需要时加装。