劉培磊

摘 要：輪胎成型機(jī)作為輪胎生產(chǎn)的重要工具，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接決定廠家的經(jīng)濟(jì)效益。因此，輪胎成型機(jī)的監(jiān)控管理工作成為企業(yè)保持生產(chǎn)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品安全性和可靠性的重要一環(huán)。本文從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、后臺(tái)監(jiān)控兩個(gè)層面入手，探究輪胎成型機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：輪胎成型機(jī);現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控;后臺(tái)監(jiān)控

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在輪胎成型機(jī)運(yùn)行中的應(yīng)用范圍

輪胎成型機(jī)生產(chǎn)流程復(fù)雜，工藝結(jié)構(gòu)繁瑣，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)所使用范圍進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。市面上的輪胎成型機(jī)都是由床身、主軸箱、成型鼓、輔鼓、輔鼓傳動(dòng)箱、滾壓裝置和傳遞環(huán)等七個(gè)主要生產(chǎn)程序組成，除了這七個(gè)部分外還包括一個(gè)由主要原材料供應(yīng)架、輔助原材料供應(yīng)架、胎面供料架和側(cè)供料架組成的重要供料生產(chǎn)部分。這八個(gè)部分生產(chǎn)流程復(fù)雜、工作繁瑣，如果不進(jìn)行全面監(jiān)控就很容易使成型機(jī)發(fā)生故障，正常生產(chǎn)計(jì)劃擱置。所以，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在覆蓋時(shí)要堅(jiān)持全面原則。

2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

2.1 堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部完整原則

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控能夠保證在第一時(shí)間解決出現(xiàn)的生產(chǎn)問(wèn)題，盡可能地將生產(chǎn)損失降到最低。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層面需要包括信號(hào)接受的反饋元件、氣動(dòng)執(zhí)行元件、電器執(zhí)行元件，三個(gè)元件缺一不可。在信號(hào)接受反饋信息元件部分要包括接近開(kāi)關(guān)、機(jī)器運(yùn)行形成開(kāi)關(guān)、光電控制開(kāi)關(guān)以及磁性開(kāi)關(guān)，通過(guò)這四個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的成型機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)接收，接收完畢數(shù)據(jù)會(huì)被輸送到PLC輸入端口，這些數(shù)據(jù)主要供輪胎成型機(jī)控制程序使用，一旦監(jiān)測(cè)出問(wèn)題就可以及時(shí)停止生產(chǎn)，進(jìn)行故障維修。在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要保證氣動(dòng)執(zhí)行開(kāi)關(guān)完成內(nèi)襯層托架、簾布托架等運(yùn)送正常?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控環(huán)節(jié)包括第一權(quán)限識(shí)別，驗(yàn)證使用者是否符合條件，具有通行證明;第二用戶管理，對(duì)使用者信息進(jìn)行刪除和新增;第三配方管理，對(duì)工藝標(biāo)準(zhǔn)、用料配方進(jìn)行修改，對(duì)輪胎成型機(jī)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更改。第四狀態(tài)顯示，主要是通過(guò)數(shù)字量I/O的顯示和電機(jī)狀態(tài)的模擬量的顯示為工作人員提供依據(jù)。第五設(shè)備操作，控制輪胎成型機(jī)執(zhí)行相應(yīng)操作;第六提示報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中出現(xiàn)任何問(wèn)題監(jiān)控系統(tǒng)都會(huì)發(fā)出警報(bào)，并將相關(guān)信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中。每一部分都是環(huán)環(huán)相扣，所以要保證監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部完整，避免因一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題影響整個(gè)操作。

2.2 堅(jiān)持各個(gè)板塊獨(dú)立運(yùn)行原則

企業(yè)在使用輪胎成型機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)往往是幾臺(tái)同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)，如果企業(yè)規(guī)模大，那么同時(shí)工作的成型機(jī)數(shù)量可高達(dá)數(shù)十臺(tái)。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要堅(jiān)持各個(gè)成型機(jī)獨(dú)立進(jìn)行監(jiān)控的原則。例如：每個(gè)成型機(jī)為一個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立、互不干涉，每個(gè)子系統(tǒng)都有控制功能，最后匯總到總系統(tǒng)，總系統(tǒng)具有控制全部子系統(tǒng)的功能?，F(xiàn)場(chǎng)每個(gè)子系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)分配1-2名監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看，根據(jù)生產(chǎn)的需要進(jìn)行工藝標(biāo)準(zhǔn)的修改，并將運(yùn)行情況進(jìn)行專門(mén)記錄，確保各個(gè)環(huán)節(jié)、各項(xiàng)工藝流程正常運(yùn)行。在確保運(yùn)行正常的情況下將各個(gè)輪胎成型機(jī)的控制端口連接企業(yè)局域網(wǎng)端口，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器傳遞生產(chǎn)信息，及時(shí)備份每個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2.3 堅(jiān)持直觀性原則

直觀性原則就是要將數(shù)據(jù)流處理成柱狀圖、機(jī)器運(yùn)行圖、警告提示等直觀的方式，目的就是為了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不需要對(duì)數(shù)據(jù)加工就能直接了解被監(jiān)控的輪胎成型機(jī)的運(yùn)行情況。堅(jiān)持直觀性原則也能夠避免任務(wù)交接不當(dāng)帶來(lái)的問(wèn)題，下一班的監(jiān)控人員可以直接閱讀屏幕中所顯示的成型機(jī)工藝參數(shù)、輪胎產(chǎn)量信息從而進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的工作。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)堅(jiān)持直觀原則還能夠幫工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)調(diào)整目前的工藝標(biāo)準(zhǔn)，保證輪胎生產(chǎn)線正常運(yùn)行。

3 后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

3.1 堅(jiān)持伸縮性原則

在輪胎成型機(jī)運(yùn)作時(shí)，不管是實(shí)際工作還是虛擬化環(huán)境中所產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都必須進(jìn)行收集整理，在進(jìn)行數(shù)據(jù)整理中，不管是電能源的使用還是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)組件運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生開(kāi)銷，而具有收縮性的、靈活的、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)收集層對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)產(chǎn)生的則是最小的開(kāi)銷。除此之外，企業(yè)每日生產(chǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)異常之多，工作人員每天采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、監(jiān)控日志都需要計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有可達(dá)性，能夠靈活地結(jié)合代理監(jiān)控和非代理監(jiān)控進(jìn)行數(shù)據(jù)流分析。例如在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置的中央處理模塊可以采用414-4HCPU，內(nèi)置256k字節(jié)的RAM，使用存儲(chǔ)卡可擴(kuò)展到64MB。超大容量加上伸縮性、靈活性的內(nèi)部配置才能保證輪胎成型機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)采用的是PLC計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，這套系統(tǒng)采用S7-400，主要包括四個(gè)ET200分站，它能夠同時(shí)滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)700多個(gè)輸入點(diǎn)、200多個(gè)輸出點(diǎn)的使用需求。這也就決定它的數(shù)據(jù)流運(yùn)算速度非?？?，工作人員輸入進(jìn)去的每條工藝標(biāo)準(zhǔn)指令都可以在0.06us內(nèi)被執(zhí)行。采用這套系統(tǒng)完全能夠滿足大型輪胎生產(chǎn)公司的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工作。

3.2 堅(jiān)持實(shí)時(shí)性原則

實(shí)時(shí)性原則主要是指成型機(jī)運(yùn)行過(guò)程中監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的輸入、分析、運(yùn)算及信息輸出都能夠在一定時(shí)間內(nèi)完成，積極給與相應(yīng)，在數(shù)據(jù)結(jié)果出現(xiàn)后第一時(shí)間傳送到顯示器供工作人員參考。例如：在進(jìn)行轎車輪胎成型生產(chǎn)中需要使用二次法成型，在這一過(guò)程中需要使用兩個(gè)工位進(jìn)行機(jī)器控制，也就是需要兩個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在第一段中包括七個(gè)工作站，這七個(gè)工作站的主要任務(wù)就是對(duì)輪胎的胎體鼓進(jìn)行操作，每個(gè)工作站都是相互配合的，所產(chǎn)生的信息、數(shù)據(jù)都具有交互性，能夠幫助人員實(shí)時(shí)交流，了解各個(gè)環(huán)節(jié)的工作狀況。1號(hào)站主要是將空的輪胎的胎體鼓從主材料存儲(chǔ)架提取出來(lái)并輸送到2-7號(hào)工作站進(jìn)行加工，加工的內(nèi)容就是給胎體鼓貼上不同編號(hào)的膠料。在這期間，工作人員就需要通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)不同編號(hào)的膠料貼合是否完好、是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。除了監(jiān)測(cè)質(zhì)量外，還需要監(jiān)控7號(hào)工作站是否將胎體鼓輸送到2段下設(shè)立的5個(gè)工作站。2段中的五個(gè)工作站的任務(wù)和1段中7個(gè)工作站的任務(wù)大同小異，主要是對(duì)帶束層鼓的操作。1號(hào)站的任務(wù)和1段中1號(hào)工作站的任務(wù)相似，2-4號(hào)工作站的任務(wù)就是在束層鼓上粘貼7-9號(hào)膠料。在這一過(guò)程中，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)膠料的貼合，并及時(shí)將數(shù)據(jù)上傳。

3.3 堅(jiān)持安全性原則

企業(yè)中不管是保障人身安全還是信息安全都是至關(guān)重要的，所以在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要堅(jiān)持安全性原則。例如：進(jìn)入監(jiān)控分站都要有一定的授權(quán)，對(duì)操作人員進(jìn)行身份認(rèn)證后才可以進(jìn)行使用。操作人員可以分為四類，分別是管理者、輪胎生產(chǎn)工程師、設(shè)備維修專業(yè)人員以及不同板塊的操作工，當(dāng)個(gè)人信息認(rèn)證沒(méi)有通過(guò)時(shí)系統(tǒng)就會(huì)提示“用戶信息不存在”。對(duì)輪胎工藝標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)也要確保安全，用戶登錄監(jiān)測(cè)軟件平臺(tái)后可以進(jìn)行輪胎工藝參數(shù)的修改，將修改后的配方下載存儲(chǔ)到監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行使用生產(chǎn)。如成型鼓低氣壓、高氣壓之間的數(shù)值轉(zhuǎn)換可以在修改頁(yè)面進(jìn)行，修改完成后系統(tǒng)進(jìn)行備份保存，以保證生產(chǎn)安全。不僅如此，監(jiān)控系統(tǒng)還應(yīng)該設(shè)置遠(yuǎn)程診斷中心，遠(yuǎn)程診斷用戶主要為專家、技術(shù)骨干，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)答的形式解決企業(yè)維修工不能解決的問(wèn)題，確保設(shè)備隱患得到及時(shí)解決。遠(yuǎn)程技術(shù)專家通過(guò)ODBC接口訪問(wèn)企業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析、處理。不僅如此，針對(duì)疑難故障還可以召開(kāi)網(wǎng)絡(luò)專家會(huì)診，利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)信息及時(shí)診斷出故障設(shè)備位置、受損害的程度和相對(duì)應(yīng)的解決措施，幫助企業(yè)盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

4 結(jié)論

計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展不斷促進(jìn)故障監(jiān)控診斷技術(shù)的發(fā)展，輪胎成型機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，而且可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，確保企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步進(jìn)行。要想充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的作用，企業(yè)在進(jìn)行輪胎成型機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要堅(jiān)持內(nèi)部完整原則、各個(gè)板塊獨(dú)立性原則、直觀性原則。在進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)堅(jiān)持伸縮性原則、實(shí)時(shí)性原則、安全性原則，保證系統(tǒng)健康運(yùn)轉(zhuǎn)。

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