楊宏國

（常德紡織機(jī)械有限公司，湖南常德 415004）

0 引言

經(jīng)編行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)，經(jīng)編機(jī)車間需要大量的擋車工和設(shè)備維護(hù)人員時(shí)刻對經(jīng)編機(jī)進(jìn)行編織故障和機(jī)械故障排除。經(jīng)編機(jī)一般24 h 不停機(jī)，車間噪聲大、溫度高、工作環(huán)境惡劣，對工作人員身體有一定傷害。如果通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，把巡檢工作集中在中控室的屏幕上，將人從車間里解放出來，不僅提高了人工作環(huán)境的舒適度，且能提高工作效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)編機(jī)上的推廣，可以推進(jìn)無人化工廠發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)編機(jī)上應(yīng)用的原理

物聯(lián)網(wǎng)，即萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，人、機(jī)、物的互聯(lián)互通。物聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)編機(jī)上應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)連接（圖1）主要是通過物聯(lián)模塊采集經(jīng)編機(jī)信息，模塊將采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送至云平臺，云平臺將收到的信息傳送至軟件中心，軟件中心將處理過的數(shù)據(jù)再次通過云平臺傳送至各個(gè)計(jì)算機(jī)等終端系統(tǒng)，同時(shí)終端也可以通過云平臺傳輸數(shù)據(jù)至經(jīng)編機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)編機(jī)狀態(tài)可視化、生產(chǎn)實(shí)時(shí)化、傳輸遠(yuǎn)程化、調(diào)試網(wǎng)絡(luò)化等功能。

圖1 經(jīng)編機(jī)物聯(lián)網(wǎng)連接

2 物聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)編機(jī)上應(yīng)用實(shí)施

數(shù)字化是信息化的基礎(chǔ)，信息化是智能化的前提，實(shí)現(xiàn)經(jīng)編機(jī)無人化紡織工廠關(guān)鍵在于設(shè)備的互聯(lián)互通。設(shè)備的互聯(lián)互通架構(gòu)一般包括：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，經(jīng)編機(jī)物聯(lián)網(wǎng)采集如圖2 所示。對于經(jīng)編機(jī)來說，感知層是由PLC 控制系統(tǒng)和采集模塊組成，主要用于信息的收集。網(wǎng)絡(luò)層用來實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)，可根據(jù)需要選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)、窄帶蜂窩網(wǎng)、寬帶蜂窩網(wǎng)等多種技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)場情況，經(jīng)編機(jī)選用了4G 流量卡。在應(yīng)用層可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備互通，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、產(chǎn)品運(yùn)維等多種應(yīng)用。數(shù)據(jù)的整合形成不同行業(yè)的公有云，如設(shè)備管理云、針織產(chǎn)品云等，從而實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的管理云平臺。經(jīng)編機(jī)一般采用PLC 控制，在控制器中存儲著經(jīng)編機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、工藝參數(shù)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送至云平臺，從而實(shí)現(xiàn)信息的透明化。經(jīng)編機(jī)電氣柜里面安裝物聯(lián)網(wǎng)采集模塊，采集模塊通過網(wǎng)線和控制器連通，從而實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳遞。物聯(lián)網(wǎng)采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送至云平臺，同時(shí)把云平臺的數(shù)據(jù)傳送至控制器，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向流通?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)了解云平臺數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以傳遞指令至經(jīng)編機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。

圖2 經(jīng)編機(jī)物聯(lián)網(wǎng)采集

3 物聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)編機(jī)上應(yīng)用效果

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)編機(jī)上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了經(jīng)編機(jī)的遠(yuǎn)程運(yùn)維。運(yùn)用云平臺對每一臺生產(chǎn)的經(jīng)編機(jī)進(jìn)行建檔，實(shí)現(xiàn)全生命周期管理。以用戶為單位，對經(jīng)編機(jī)進(jìn)行歸檔。通過云平臺無論何時(shí)何地都可以通過手機(jī)或PC 查看到經(jīng)編機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的透明化。通過對狀態(tài)參數(shù)的分析，對每臺經(jīng)編機(jī)實(shí)施有針對性的專業(yè)維護(hù)指導(dǎo)，降低設(shè)備運(yùn)維成本。經(jīng)編機(jī)的故障報(bào)警信息一目了然，省去用戶和機(jī)床廠家電話溝通和傳真的麻煩。廠家可根據(jù)故障報(bào)警信息，分析發(fā)生故障的原因，按照用戶需要遠(yuǎn)程操作經(jīng)編機(jī)解決故障。可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)編機(jī)系統(tǒng)的更新和參數(shù)的優(yōu)化等，為經(jīng)編機(jī)電氣系統(tǒng)的維護(hù)提供強(qiáng)有力的支持，加快設(shè)備故障處理進(jìn)度，降低設(shè)備故障率。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)編機(jī)上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了經(jīng)編機(jī)工廠的數(shù)字化管理。經(jīng)編機(jī)廠家可以利用這個(gè)云平臺搭建自己的智慧工廠，實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)透明化。建立車間中控室，通過可視化看板展現(xiàn)所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)從1 人管1 臺經(jīng)編機(jī)到1 人管多臺的新工作模式，減少勞動(dòng)力，大大提高工作效率和管理水平。通過中控室的電腦可以對經(jīng)編機(jī)進(jìn)行簡單的電氣系統(tǒng)運(yùn)維，大大節(jié)省運(yùn)維成本，提高維修效率。通過物聯(lián)網(wǎng)，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為設(shè)備管理和工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)依據(jù)。經(jīng)編機(jī)的效率和產(chǎn)量的采集為工廠制定生產(chǎn)計(jì)劃和下發(fā)工單提供依據(jù)。經(jīng)編機(jī)的機(jī)速和牽拉密度等主關(guān)鍵參數(shù)一直是困擾用戶的難題，通過物聯(lián)網(wǎng)可以整和所有經(jīng)編機(jī)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化工藝參數(shù)。經(jīng)編機(jī)視覺監(jiān)控系統(tǒng)，可視化看板展現(xiàn)了每臺經(jīng)編機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，讓每位員工與管理者清楚地看到目前在生產(chǎn)什么及生產(chǎn)的進(jìn)度，有利于公司的排產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)加強(qiáng)了生產(chǎn)的管理，加大質(zhì)量的把控，不僅降低了產(chǎn)品不良率、設(shè)備能耗，同時(shí)為智能化工廠提供數(shù)據(jù)支撐。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)編機(jī)上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了經(jīng)編機(jī)工廠的人性化管理。經(jīng)編機(jī)行業(yè)三大痛點(diǎn)：①勞動(dòng)密集型，在經(jīng)編機(jī)車間需要大量的擋車工和設(shè)備維護(hù)人員；②工作環(huán)境惡劣，車間噪聲大、溫度高，人長時(shí)間待在車間，對身體有一定的傷害；③勞動(dòng)時(shí)間長，經(jīng)編機(jī)一般24 h 不停機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)編機(jī)上的普及可以有效解決這3 個(gè)問題。通過物聯(lián)網(wǎng)建立車間中控室，把工人從車間里面解放出來，通過可視化看板提示有針對性的對經(jīng)編機(jī)進(jìn)行操作，省去了工人在現(xiàn)場不停巡邏。由原來的1 人看1 臺經(jīng)編機(jī)，變成1 人看多臺經(jīng)編機(jī)，大大提高工作效率，減少勞動(dòng)力，改善了工作環(huán)境。

4 物聯(lián)網(wǎng)在經(jīng)編機(jī)的應(yīng)用實(shí)例

（1）經(jīng)編機(jī)用戶A 出現(xiàn)操作屏無任何數(shù)據(jù)顯示，也沒有任何報(bào)警提示，用戶維護(hù)人員查找不到故障原因。1 臺經(jīng)編機(jī)每天的純利潤在幾千元，每多停1 d 就多損失幾千元，公司派人到用戶廠家服務(wù)大概需要3 d 的時(shí)間才能到達(dá)，用戶等不起也停不起。公司研發(fā)技術(shù)人員運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維功能，通過遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)診斷，可以查看經(jīng)編機(jī)故障信息，直接了解現(xiàn)場情況。遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)后，調(diào)取控制器信息，發(fā)現(xiàn)控制器程序和數(shù)據(jù)一切正常，排除了控制器故障。結(jié)合用戶現(xiàn)場反饋的情況，故障點(diǎn)鎖定為操作屏，最直接的方法是更換操作屏，用戶廠家有相同類型的經(jīng)編機(jī)操作屏，遠(yuǎn)程指導(dǎo)用戶人員修改相關(guān)參數(shù)，更換操作屏，故障依舊。故障進(jìn)一步鎖定為控制器和操作屏的通信問題，遠(yuǎn)程指導(dǎo)用戶人員更換通信線，故障解除。本次維修僅用了1 h，就成功解除了用戶的難題，用戶縮短停機(jī)時(shí)間，為用戶創(chuàng)造更多利益，同時(shí)也為公司節(jié)省了維修成本。

（2）隨著市場需求的變化，經(jīng)編機(jī)的幅寬也從最初的186 英寸到現(xiàn)在的290 英寸，甚至更長。用戶的需求也在不斷的發(fā)生著變化，經(jīng)編機(jī)也在不斷的更新。最初推出的經(jīng)編機(jī)的單次布匹產(chǎn)量極限設(shè)置為999 m，當(dāng)時(shí)已經(jīng)完全滿足用戶需要，隨著用戶訂單需求的變化，用戶單次布匹產(chǎn)量需求突破2000 m，最先推出的經(jīng)編機(jī)布匹產(chǎn)量極限999 m 已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。用戶現(xiàn)場產(chǎn)量數(shù)據(jù)沒有辦法輸入，面臨著系統(tǒng)升級的難題。如果通過現(xiàn)場運(yùn)維的方式進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)升級，需要耗費(fèi)大量的人力物力，工期也比較長。隨著物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)發(fā)展，使難題迎刃而解，研發(fā)人員利用物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程對經(jīng)編機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)更新，立刻就能解決這個(gè)問題，省時(shí)省力。

（3）隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，用戶B 率先引入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)用戶B 擁有的50 臺經(jīng)編機(jī)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理，通過可視化看板實(shí)時(shí)了解經(jīng)編機(jī)狀況（圖3）。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)的管理，而且降低了產(chǎn)品不良率，把工人從車間里面解放出來，改善了工人的工作環(huán)境，減少了經(jīng)編機(jī)的維護(hù)人員。

圖3 用戶B 控制中心

5 結(jié)語

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，越來越多的經(jīng)編工廠引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字化工廠。物聯(lián)網(wǎng)的普及給經(jīng)編行業(yè)帶來了巨大的變化，改變了傳統(tǒng)的管理方法，提高效率，降低產(chǎn)品不良率和設(shè)備能耗，減少勞動(dòng)力，改善工作環(huán)境，推進(jìn)無人化工廠發(fā)展。