張永華, 熊竹隱, 毛國輝, 潘志方

(紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400)

制絲線中控操作追溯系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

張永華, 熊竹隱, 毛國輝, 潘志方

(紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400)

為了使產(chǎn)品發(fā)生品質(zhì)問題時追溯的更加準(zhǔn)確、全面，為產(chǎn)品品質(zhì)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(chǎn)服務(wù)，設(shè)計開發(fā)了制絲線中控操作追溯系統(tǒng)。在現(xiàn)有的中控操作客戶端監(jiān)控組態(tài)軟件IFIX和生產(chǎn)管理系統(tǒng)(MES)基礎(chǔ)上，分析制絲線監(jiān)控管理層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，統(tǒng)計和編輯中控操作的相關(guān)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(yīng)用表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)查詢方便、準(zhǔn)確，能夠準(zhǔn)確地反映出中控操作工的所有操作內(nèi)容，實現(xiàn)了品質(zhì)到人的目的。

煙草；制絲；追溯；操作

紅云紅河集團(tuán)所屬各生產(chǎn)廠的異地或就地技改目前都已完成，制絲生產(chǎn)線的設(shè)備和控制模式發(fā)生了很大的變化，監(jiān)控系統(tǒng)和信息化建設(shè)更加完善。由于引進(jìn)了MES系統(tǒng)，大量的數(shù)據(jù)為產(chǎn)品品質(zhì)的跟蹤分析提供了重要的依據(jù)，生產(chǎn)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(tuán)對產(chǎn)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(chǎn)品品質(zhì)追溯只能是逐個工序進(jìn)行分析，但是這種分析的最小單位只是控制點，它無法準(zhǔn)確的反應(yīng)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(chǎn)品品質(zhì)，而且過程中品質(zhì)發(fā)生波動后不能夠確定責(zé)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(chǎn)、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(chǎn)，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(yè)，所以在生產(chǎn)過程中不可避免的會出現(xiàn)中控操作工暫時的離崗或替崗，這些都給產(chǎn)品品質(zhì)的追溯帶來很大的難度。為此，設(shè)計一套能夠?qū)χ锌夭僮鞴げ僮骱蟮淖匪菹到y(tǒng)非常必要，它應(yīng)當(dāng)能夠詳細(xì)地反應(yīng)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(chǎn)品品質(zhì)追溯及分析中。

圖1 卷煙品質(zhì)追溯流程示意圖

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計思路

目前，紅云紅河集團(tuán)各生產(chǎn)廠已經(jīng)全面推廣MES，在MES的開發(fā)管理平臺基礎(chǔ)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(yīng)的用戶名和密碼，4臺客戶端分別編號，統(tǒng)計操作畫面上的所有操作按鈕和參數(shù)輸入框的地址并對它們進(jìn)行程序編寫。這樣，客戶端、服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)庫和MES之間就建立了數(shù)據(jù)采集通訊的聯(lián)系，操作工的所有操作信息都會實時的被歷史數(shù)據(jù)庫采集并保存起來，當(dāng)需要查詢時，可以在MES上進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的體現(xiàn)[1-3]。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

烏蘭浩特卷煙廠制絲線監(jiān)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(tǒng)目前沒有用到WEB服務(wù)器，廠級生產(chǎn)指揮中心正在建設(shè)之中，所以只是車間級生產(chǎn)管理系統(tǒng)。底層PLC和上位監(jiān)控通過5個西門子工業(yè)交換機X-400進(jìn)行通訊，監(jiān)控軟件是GE公司的IFIX，管理層通過讀取服務(wù)器實時歷史數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生相關(guān)的生產(chǎn)信息，整個系統(tǒng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的100、1 000 M以太網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖2。借助這種架構(gòu)模式，該系統(tǒng)具有運行維護(hù)簡便、信息更新速度快等特點，能夠得到產(chǎn)品品質(zhì)分析和統(tǒng)計的基本數(shù)據(jù)。

圖2 監(jiān)控管理層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

1.3 數(shù)據(jù)接口技術(shù)

生產(chǎn)過程中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)通過數(shù)采系統(tǒng)存儲在Proficy Historian數(shù)據(jù)庫中，歷史數(shù)據(jù)歸檔時間為120天，采用壓實算法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，提高磁盤存儲空間利用率[4-5]。通過OPC方式實現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)信息的轉(zhuǎn)存，利用.NET技術(shù)，通過配置數(shù)據(jù)庫連接字符串實現(xiàn)與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的連接，可以存儲制絲線的生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括工單的批次、班次、產(chǎn)量等信息[6]。

2 追溯系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

2.1 相關(guān)變量的統(tǒng)計

能夠?qū)Ξa(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響的相關(guān)客戶端操作項包括兩種，分別是操作按鈕和參數(shù)輸入框，統(tǒng)計后的一部分地址表示[7-8]如表1。

表1 追溯系統(tǒng)地址統(tǒng)計表

續(xù)表1

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

2.2 程序編寫

為了使操作后的內(nèi)容能夠?qū)崟r的保存在歷史數(shù)據(jù)庫中，需要對上述的所有操作項進(jìn)行程序編寫，監(jiān)控畫面所用的腳本語言是VB，程序編寫后的示例如下：

1) 當(dāng)操作工改變薄片熱風(fēng)溫度設(shè)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(fēng)溫度設(shè)定值”)

End If

End Sub

2) 當(dāng)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(shè)定值”)

End If

End Sub

3) 當(dāng)操作工選擇或取消貯柜進(jìn)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(rèn)選擇十號貯絲柜進(jìn)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(jìn)料”)

Else

a = MsgBox(“你確認(rèn)取消十號貯絲柜進(jìn)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(jìn)料”)

2.3 用戶查詢界面的設(shè)計

考慮軟件設(shè)計及管理查詢的方便性，將該系統(tǒng)設(shè)計安裝在MES客戶端上，即在MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加該追溯系統(tǒng)。利用軟件開發(fā)語言C#，在MES系統(tǒng)中增加中控日志這一選項，在中控日志界面里分別設(shè)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(nèi)容和操作人進(jìn)行同數(shù)據(jù)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(xiàn)圖

圖4 按操作時間查詢功能的實現(xiàn)圖

2.4 系統(tǒng)的管理、維護(hù)

為了對該追溯系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和維護(hù)，最終確定系統(tǒng)管理人為車間工藝員，負(fù)責(zé)每天查看各操作工的操作記錄，結(jié)合生產(chǎn)過程控制中的曲線進(jìn)行品質(zhì)分析。維護(hù)人為車間電氣技術(shù)員，負(fù)責(zé)對各操作工的登錄權(quán)限及用戶名、密碼進(jìn)行統(tǒng)一分配，定期檢查各工位的實際登錄情況。

對系統(tǒng)進(jìn)行程序維護(hù)及變更[10-11]。

圖5 按用戶名查詢功能的實現(xiàn)圖

3 應(yīng)用效果

系統(tǒng)設(shè)計完成后應(yīng)用效果明顯，為車間及企業(yè)的品質(zhì)分析提供了一個有力的參考，使品質(zhì)追溯系統(tǒng)更加完善，實現(xiàn)了品質(zhì)到人這個目的。該系統(tǒng)是結(jié)合車間及企業(yè)實際獨立實施，很大程度上填補了車間級生產(chǎn)管理系統(tǒng)的技術(shù)空白，可以為同行業(yè)其他生產(chǎn)廠提供參考。

[1] 卓越科技.Visual Basic 程序設(shè)計培訓(xùn)教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2009：22-157.

[2] 丁偉. 煙葉收購內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 煙草科技，2011,(1)：24-27.

[3] 李銘. C#高級編程[M]. 第六版. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[4] 陳先鋒. 西門子全集成自動化技術(shù)綜合教程[M] . 第1版 . 北京：人民郵電出版社，2012.

[5] 郭如軍，羅應(yīng)龍，王軍. 面向精細(xì)化管理的卷煙企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的應(yīng)用[J]. 煙草科技，2008，(6)：29-32.

[6] 萬建成，盧雷. 軟件體系結(jié)構(gòu)的原理、組成與應(yīng)用[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[7] 朱敏.基于.NET企業(yè)生產(chǎn)過程西格瑪水平測試系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用[J]. 煙草科技，2012，(1)：36-39.

[8] 劉國海. 集散控制與現(xiàn)場總線[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[9] 孟逢逢. 冗余OPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 計算機應(yīng)用，2009，(1)：13-15.

[10] 王志新，金壽松. 制造執(zhí)行系統(tǒng)MES及應(yīng)用[M]. 北京：人民電力出版社，2006.

[11] 崔洋. MYSQL數(shù)據(jù)庫應(yīng)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(nèi)蒙古烏蘭浩特人，工程師，學(xué)士，主要從事電控系統(tǒng)的管理和維護(hù)。

TP274

B

1671-5276(2015)05-0131-03

2014-03-12