吳 剛，王繼武，孔令鋮，趙域?qū)?，?鶴，陳 杰

1.無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035) 2.中糧東海糧油工業(yè)(張家港)有限公司 (張家港 215600) 3.中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油有限公司 (鎮(zhèn)江 212006)

在我國(guó)大多數(shù)糧食筒倉(cāng)和碼頭筒倉(cāng)企業(yè)，在生產(chǎn)過程中只關(guān)注設(shè)備的簡(jiǎn)單啟停操作，筒倉(cāng)進(jìn)出糧數(shù)量還是靠著繁瑣的人工統(tǒng)計(jì)形成簡(jiǎn)單的EXCEL報(bào)表，但是隨著社會(huì)信息化手段的不斷進(jìn)步，5G時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)方式即將被淘汰，迎來的將是以信息化生產(chǎn)為主導(dǎo)的全新生產(chǎn)方式。本文以立筒倉(cāng)生產(chǎn)作業(yè)為例，對(duì)信息化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用就行探討。

1 信息化系統(tǒng)內(nèi)容

1.1 立筒倉(cāng)生產(chǎn)作業(yè)流程

(1)操作員確認(rèn)來車糧食品種后，然后根據(jù)倉(cāng)容信息篩選立筒倉(cāng)，完成后操作員通知司機(jī)開往相應(yīng)卸糧坑。

(2)控制室的操作員檢查入倉(cāng)設(shè)備是否正常，在電腦的控制系統(tǒng)上會(huì)查看相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否處于聯(lián)鎖狀態(tài)，如果手動(dòng)狀態(tài)則將切換成聯(lián)鎖狀態(tài)。

(3)所有前期準(zhǔn)備工作確認(rèn)無誤后，在電腦系統(tǒng)上開啟流程，等流程上所有設(shè)備全部正常開啟后，通知司機(jī)卸糧。

(4)一般選倉(cāng)的時(shí)候會(huì)選擇一個(gè)主選倉(cāng)和一個(gè)備選倉(cāng)，當(dāng)主選倉(cāng)滿了上料位信號(hào)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，然后系統(tǒng)會(huì)依次開啟備選倉(cāng)的流程設(shè)備，等備選倉(cāng)的設(shè)備完全開啟后，系統(tǒng)自動(dòng)把主選倉(cāng)的流程設(shè)備全部關(guān)閉。

(5)在系統(tǒng)運(yùn)行中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示設(shè)備的電流和設(shè)備的軸溫，并且能提供趨勢(shì)圖。進(jìn)糧的時(shí)候，糧食會(huì)經(jīng)過散糧秤計(jì)量入倉(cāng)，所以系統(tǒng)會(huì)對(duì)筒倉(cāng)里的糧食數(shù)量進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算和更新，并生成每秤數(shù)量的歷史數(shù)據(jù)。

(6)如果設(shè)備產(chǎn)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行語音報(bào)警和聲光報(bào)警，系統(tǒng)會(huì)對(duì)報(bào)警信息(設(shè)備名稱、編號(hào)、設(shè)備報(bào)警信息的描述)進(jìn)行記錄，以方便追溯相關(guān)設(shè)備。

(7)當(dāng)進(jìn)糧結(jié)束后，操作員在系統(tǒng)上點(diǎn)擊流程結(jié)束按鈕，系統(tǒng)會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行依次關(guān)閉，然后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息表。

1.2 系統(tǒng)界面和生產(chǎn)報(bào)表

系統(tǒng)顯示的畫面信息包含：流程選擇、系統(tǒng)設(shè)定、操作按鈕及提示、工藝設(shè)備的基本信息，如啟停狀態(tài)、傳感器(測(cè)速、跑偏、防堵)動(dòng)作報(bào)警狀態(tài)、料位空滿狀態(tài)等、操作員管理等。基于視窗的圖形化操作界面，人性化的設(shè)計(jì)，將下位PLC與上位工控機(jī)聯(lián)系起來。體現(xiàn)了強(qiáng)大控制功能和美觀實(shí)用性的結(jié)合。

系統(tǒng)將生成生產(chǎn)報(bào)表，主要有能耗報(bào)表、設(shè)備報(bào)表、生產(chǎn)報(bào)表。其中：能耗報(bào)表，包含每日、每月、每年各個(gè)班次在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的電能數(shù)據(jù)；設(shè)備報(bào)表，包含設(shè)備報(bào)警信息和設(shè)備運(yùn)行情況；生產(chǎn)報(bào)表，包含各個(gè)時(shí)間段每個(gè)班次所所生產(chǎn)的產(chǎn)量明細(xì)和匯總。

2 信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

2.1 數(shù)據(jù)集成層

系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成層負(fù)責(zé)所有數(shù)據(jù)采集、處理、通訊和計(jì)算功能。數(shù)據(jù)集成層的核心服務(wù)是整個(gè)系統(tǒng)的基石，其主要功能包括：電能計(jì)量裝置和設(shè)備的通訊接口；電能數(shù)據(jù)采集；GE PLC自動(dòng)化系統(tǒng)通訊接口；GE PLC自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集；設(shè)備信息數(shù)據(jù)采集(設(shè)備報(bào)警信息、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間)；托利多散糧秤數(shù)據(jù)采集；小麥立筒倉(cāng)信息化系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及追溯；小麥立筒倉(cāng)信息化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算；系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備報(bào)警信息的發(fā)布；內(nèi)部數(shù)據(jù)交換。

2.2 應(yīng)用服務(wù)層

系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)層包含各項(xiàng)管理應(yīng)用功能模塊，以及實(shí)現(xiàn)其功能的應(yīng)用服務(wù)和存儲(chǔ)其應(yīng)用信息的不同功能數(shù)據(jù)庫(kù)。其主要功能包括：各種系統(tǒng)應(yīng)用模塊包括電能、生產(chǎn)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、設(shè)備、綜合展示等；應(yīng)用模塊和客戶端交互Web 服務(wù)，操作員終端和客戶端以及報(bào)表查詢客戶端在后臺(tái)的數(shù)據(jù)操作均可以通過標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)服務(wù)Web Service 進(jìn)行。存儲(chǔ)應(yīng)用模塊信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，包含三類功能不同的數(shù)據(jù)庫(kù)：歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、配置數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 可視化層

系統(tǒng)可視化層負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)信息展現(xiàn)，支持各種類型客戶端界面。客戶界面程序按照類型可以分為調(diào)度客戶端、系統(tǒng)管理員客戶端和組態(tài)建模工具客戶端。組態(tài)建?？蛻舳?，指應(yīng)用模型和系統(tǒng)的組態(tài)界面；調(diào)度員客戶端，具備常規(guī)信息分析管理工具、圖表的客戶端，日常的分析和信息查詢工作均通過該調(diào)度員客戶端進(jìn)行；系統(tǒng)管理員客戶端，系統(tǒng)管理人員使用的界面，可以通過其進(jìn)行系統(tǒng)服務(wù)的管理、診斷、配置等工作。

2.4 信息集成層

系統(tǒng)信息集成層管理系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互(信息相互采用了webapi協(xié)議)。信息集成層集成各類管理系統(tǒng)信息，確保信息完整化、實(shí)時(shí)化、可視化。

信息集成層支持各類工業(yè)系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)如ISA-95，B2MML and ESB。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主數(shù)據(jù)管理與其它管理系統(tǒng)保持一致。

2.5 系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)

應(yīng)用實(shí)施將是基于國(guó)際先進(jìn)信息化平臺(tái)的二次應(yīng)用開發(fā)，將依托于目前最新的開發(fā)手段，開發(fā)中用到的技術(shù)基于以下基本原則：系統(tǒng)整體開發(fā)建立在微軟最新的NET 4.5平臺(tái)上；系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境為 Visual Studio 2019、Cimplicity；系統(tǒng)服務(wù)和系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境的編程采用 C# 、Cimplicity；系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作采用 C# 調(diào)用存儲(chǔ)過程共同完成；系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2014；系統(tǒng)信息交互以及對(duì)用戶應(yīng)用接口采用Web Service 標(biāo)準(zhǔn)模式。

3 系統(tǒng)模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能

3.1 數(shù)據(jù)采集功能

主要采集秤數(shù)，電耗，電流等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使用了c#和Cimplicity兩者交互采集，這樣可以更好發(fā)揮兩者ORM編程方式，取長(zhǎng)補(bǔ)短，增加了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為使用者提供高效，可靠的數(shù)據(jù)來源。

3.2 物料品種維護(hù)功能

主要對(duì)小麥筒倉(cāng)里的糧食品種進(jìn)行管理和歸類。

3.3 倉(cāng)容管理功能

主要顯示和計(jì)算實(shí)時(shí)筒倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量和儲(chǔ)糧的糧食類別以及及時(shí)顯示立筒倉(cāng)里的糧食溫度，使生產(chǎn)者能及時(shí)準(zhǔn)確的了解各個(gè)立筒倉(cāng)里的詳細(xì)情況，為生產(chǎn)提供安全的保駕護(hù)航。

3.4 生產(chǎn)數(shù)據(jù)控制管理功能

可動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)工藝流程，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并且具備系統(tǒng)自診斷功能，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行判斷，以提示操作人員需進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌Ｆ渥饔脼閷?duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制操作。通過局域網(wǎng)，也可以設(shè)置有權(quán)限的工作站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控。

生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)管理中心采集相關(guān)的計(jì)量秤、打包秤、電度表等計(jì)量?jī)x表的信號(hào)，如原料量、流量、產(chǎn)量、庫(kù)存量、生產(chǎn)電耗等生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯編，形成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，按生產(chǎn)管理的要求制作各類生產(chǎn)報(bào)表，協(xié)助業(yè)主對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行精確、有效的數(shù)據(jù)管理和分析。

3.5 設(shè)備管理功能

主要是對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一在線管理，系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，還有設(shè)備在生產(chǎn)過程中的報(bào)警次數(shù)及報(bào)警信息，并且系統(tǒng)會(huì)生成相關(guān)報(bào)表。

3.6 閥門操作記錄功能

該功能記錄了生產(chǎn)過程中閥門的開關(guān)情況，包括開啟和關(guān)閉的指令來源、開關(guān)閥門的時(shí)間，提供了準(zhǔn)確可靠的歷史追溯信息

3.7 電耗功能

電耗管理模塊可監(jiān)測(cè)整個(gè)糧食儲(chǔ)運(yùn)和加工生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)電能的使用與消耗情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中設(shè)備所用的電能進(jìn)行有效管理，并通過能源計(jì)量考核，降低作業(yè)能耗。電耗管理的主要參數(shù)信息包括：電力消耗、功率因數(shù)、千瓦小時(shí)補(bǔ)償、能源設(shè)備停機(jī)時(shí)間。

4 結(jié)束語

糧油加工企業(yè)中控室操作人員通過系統(tǒng)能實(shí)時(shí)了解每個(gè)立筒倉(cāng)存放糧食品種和數(shù)量，在生產(chǎn)過程中能及時(shí)做出正確的生產(chǎn)指令，并正確指導(dǎo)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的信息化生產(chǎn)。