《一种提高制丝集控系统过程数据利用率软件的研制》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

一种提高制丝集控系统过程数据利用率软件的研制

范文

王亚光

摘要：江西中烟井冈山卷烟厂于2016年完成易地技改并于年底投入生产。制丝车间共有13个工艺段，现场设备主要由西门子S7-400 PLC控制，生产过程所需的参数及设备、质量数据是通过服务器来进行下发与采集，并在监控、管控两个子系统中呈现。试生产期间，车间、品管、生产等部门对制丝生产的多次考核过程中，发现原系统展现出来的数据无法满足对质量、设备、制造能力等方面的需求分析。为此，井冈山卷烟厂信息科相关技术人员研发出一套制丝集控实时数据导出系统，该系统可以实现自动匹配所选时间内段生产的批次号，自行设定数据采集的时间间隔等功能，全方位满足职能部门的需求，大大提高了原始数据的利用率。

Abstract： China Tobacco Jiangxi Industry LLC. Jinggangshan Cigarette Factory completed the ex-situ technical transformation in 2016 and put it into production at the end of the year. There are 13 process sections in the cut tobacco making workshop， and the field equipment is mainly controlled by Siemens S7-400 PLC. The parameters， equipment and quality data required in the production process are distributed and collected through the server， and presented in the monitoring and control subsystem. During the trial production， the workshop， quality control， production and other departments have repeatedly evaluated the production of cut tobacco， and found that the data displayed by the original system cannot meet the needs of quality， equipment， and manufacturing capacity. To this end， the relevant technical staff of the Information Section of Jinggangshan Cigarette Factory has developed a real-time data export system for the centralized control of cut tobacco production. This system can automatically match the batch number produced in the selected time period and set the time interval for data collection. The function fully meets the needs of functional departments and greatly improves the utilization rate of original data.

關键词：数据;自动导出;利用率

Key words： data;automatic export;utilization

中图分类号：TS43;TP274+.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2020）10-0211-03

1? 问题背景

2016年10月，井冈山卷烟厂制丝车间开始中试生产浙江中烟“雄狮”叶丝。由于设备刚刚安装调试完成，设备运行稳定性还不高，面对即将来临的正式合作生产，要在短时间内将设备调试到最佳状态，保障产品质量，现有的数据量无法满足品管部门对产品质量的分析，如图1-图2所示。

结合图1和图2中可以看出：

①原系统中对数据的展现仅限于每个工艺段下的单个参数，而且数据采样间隔为30s/数据，通过查看程序，发现每一行的数据不是瞬时值，而是30s内的平均值、最大值、最小值。即报表中的数据已不是原始数据，若对这些数据再进行加工分析，则分析结果将产生较大的误差。而图2中，数据采集的频率最高可达1ms/个，而B1611XSH001烘丝工单工单内风选后出料水分最多可产生5400000条，公司来我厂指导生产时提出数据分析采用采点频率隔是每10s一个数据，对应本工单即540条数据，而报表中仅采集了186条，数据利用率仅34.44%;

②报表仅对过程数据进行了简单的统计（平均值、最大值、最小值），对于一些能体现数据质量的关键参数（SD值、E值等）并没有直观反应，在系统其他功能模块中统计的也不全面;

③报表提供的导出功能仅提供了PDF格式，导出后无法人工对数据进行分析，数据利用率低。

从上述分析可以看出，当时车间及各部门对制丝集控系统采集上的数据利用率极低，未能较好的利用信息化手段对工艺质量和制造过程进行精确分析，还在一定程度上造成了资源浪费。

2? 处理手段

为此，技术人员提出若干种解决方案，包括报表重新开发、搭建新的数据导出软件、重新配置生产过程彩虹图等。

2.1 方案确定

考虑到系统安全性和经济性，职能部门技术人员经过反复论证，认为若能研发一套快速导出集控系统历史数据的软件，既能较快地解决制丝集控系统数据浪费的问题，又不给原系统造成额外的负担。

借鉴制丝集控系统原有的框架，技术人员制定出相应的解决方案：在当前所拥有的软硬件资源，不影响制丝集控系统正常运行的情况下，利用C#语言开发简易的数据导出软件，进行发布后在桌面生产客户端。方案图如图3所示。

2.2 系统开发

系统开发环境是VS2012 C#语言，开发流程图如图4。

然后制定业务流程，业务流程开发以操作方便，提高信息量为总体要求，预期的结果是用户通过软件能够简洁、方便地導出个性化的数据，故根据上述要求，大致制定了如图5所示的业务逻辑。

业务逻辑明确之后，进行项目开发。

2.2.1 搭建项目开发环境

新建一个C#项目，在VS2012软件中新建相关项目，命名为“实时数据导出”，如图6。

2.2.2 连接基础数据

制丝线生产的基础数据是通过Intouch软件连接、保存，因此本项目在InSQL数据库中，建立各采集点信息，向下延伸至PLC电控系统，获取最底层的原始数据，上与数据导出软件连接，通过数据分析与筛选，显示出个性化数据。

图7为利用Intouch软件建立变量的过程。

变量建立好后，需要正确匹配PLC地址，数据即可准确采集。

2.2.3 功能实现

在VS2012软件中分别进行后台功能和前端界面的开发，系统功能算法通过C#语言实现，前端开发界面在VS2012软件内通过XAML语言完成，具体实现过程如图8。

编译和调试成功后，软件正式发布使用，图9是前端界面，用户根据需求选择生产单元、时间范围、时间间隔等信息，系统则精确地匹配到该时间范围内生产的批次号，并显示工单的实际起止时间，继而用户可以进行查询或导出操作，前端界面如图9所示。

2.2.4 实验效果验证

实验随机选择了2018年10月23日生产的一批数据进行导出，如图10所示。

结果显示，实验结果符合预期效果，原始数据被精确导出。

3? 总结及打算

3.1 总结

经过一段时间的随机抽样及跟踪统计，由图11可以看出制丝集控系统原始数据利用率得到了较大的提高，并且稳定在较高的水平。

同时，系统还实现了以下功能，达到了便于用户操作的效果：①工单号智能匹配。本课题通过对工单号和生产状态两个参数的识别，精准地匹配出勾选时间段内的生产工单，省略了用户输入工单号和批次号的过程，避免了工单号输错的误差。②采样频率可选。针对不同的需求，课题组在研制过程中增加了采样频率选择的功能，用户可以在客户端设置好所需的采点频率进行数据导出。

3.2 下一步打算

本实验实现的功能是将原始数据的利用率达到最大化，在下一步工作中，将着力于利用科学的统计方法，将原始数据进行统计分析，为生产运行提供科学合理的支撑。

参考文献：

[1]倪辉.烟草制丝生产线集控系统的设计[D].浙江工业大学，2015.

[2]杨海涛.制丝管控系统的虚拟化技术应用研究[J].科技创新与应用，2018（21）：159-160.

[3]林龙.INTOUCH9.0组态软件在制丝生产线监控系统中的应用[J].微计算机信息，2006（25）：23-25.

[4]张东岳.PLC控制在烟草制丝工艺中的应用及问题分析[J].科技创新导报，2018，15（25）：42-46.

[5]李辉.信息管理系统中数据导入导出技术研究[D].国防科学技术大学，2005.

[6]张岱，赵嘉祥，李立持.利用SQLSERVER2000构建大型网站数据备份导出系统[J].科技信息，2004（07）：53-54.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。