数据采集系统在卷烟生产中的应用

随着市场经济的不断发展与完善，企业的管理工作也由原来的粗放型管理改进为细化管理。以前主要关心企业的销量与产量，但是随着烟草企业集团化的进程不断加快，集团企业越来越关心每个生产现场的投入与产出，节能与降耗，增产与增收。同时企业的信息化建设也取得了长足的发展，不仅在行政管理上大量采用信息化管理，而且在很多生产现场也采用了大量先进的信息技术，在一定程度上来说，烟草企业的信息化建设比其它行业的信息化建设要走在前列。并且企业投入的信息成本也在逐步转化为生产力，为企业创收做出了巨大的贡献。 　　生产车间数据采集系统是在信息化大力发展的基础上引入的，数据采集系统为车间管理人员及时了解生产现场的生产情况提供了强有力的支持，对现场发生的生产事件提供最快的数据反馈，为及时解决问题提供了良好的支持。生产数据采集系统具备如下两方面的功能： ◆全面反映生产过程中的情况 ◆为MIS/MES系统生产调度提供基础数据 一、 数据采集系统的发展史 　　数据采集系统既对生产过程中的各种实时数据进行检测、统计，汇总分析后形成资料反过来规范生产，改进过程控制，提高生产和设备管理水平，为企业发展的战略决策提供资料依据。数据采集系统在烟草行业内的应用起源于1990年，起初只是在生产机台上加装或利用检测器检测信号，对信号通过计算机处理，统计出机台的产量、各项原辅材料消耗和设备的简单运行状况，上传到服务器，当时系统只具有简单的数据采集、统计功能。随着时间的推移和科技的进步，数据采集系统逐渐升级改进，功能也日趋完善和强大，到目前为止系统已发展成由三级网络组成，能够对资料分级处理，智能性分析，对生产、设备管理和企业战略决策起到更重要的指导作用，数据采集系统已成为现代企业管理的一个重要环节。 二、 数据采集系统的发展现状 　　数据采集系统在近十年得以高速发展，已逐渐发展为由单纯的统计数据到利用程序对数据进行智能性分析的转变，其三级网络分布如下图： 　　下位单板机把采集或收集到的信号计算处理后送给机台计算机，机台计算机通过CAN网以轮询的方式把信息交给服务器，服务器把收到的信息进行综合处理然后进行上传和下传，下传各机台产量、消耗、报表等公开信息和通知，上传各种报表数据到相关的职能部门。机台的原辅材料发放请求信息则通过小车送辅料系统和高架仓库管理系统进行响应。 三、 数据采集系统在生产中的功能 卷接车间数据采集系统一般可分为以下几个子系统： ①卷接包车间数据采集与显示子系统，包括：卷接、包装机组生产数据、设备运行状态数据的实时采集与显示； ②原辅材料实时请求子系统； ③设备检修、维修管理子系统； ④车间信息综合处理； 网络结构说明 　　现场总线技术是3C技术（即计算机、通信、控制）从控制室发展到生产现场的必然产物，具有数字式、双向、串行、多主通信的特点，是应用于工业生产现场的高可靠、实时通信技术，它的出现导致产生了新一代的现场总线控制系统FCS。 　　FCS是以现场总线为基础的开放式全数字控制系统，它以现场智能传感器、数字执行器、控制计算机、数字通信网络、工控软件为要素，将系统集成，不仅可以保证目前工业控制对数字通信的要求，而且使它与Internet/Intranet互连构成多层次的企业控制网络成为现实。 　　在设计卷接包车间数据采集与管理系统时，一般以FCS为框架，使本系统无论从先进性、可扩充性上都处于前列，可保证为烟厂的信息化工程提供坚实的技术支持。 　　在目前流行的现场总线中，CAN总线网络是一种开放型、符合全球工业标准的新型通信网络。它的特点是：网络中可带128个节点，并且可通过中继器予以扩充；网络中的任意节点均可向其它节点发送信息，可方便的构成冗余系统；网上的节点可分成不同的优先级，以满足不同的实时要求；自带CRC校验和其它校验措施，有严重故障的节点可自动从网络上断开，可靠性高、实时性好。适合工业底层的网络要求。下面就各部分功能做以具体的说明 1、数采管理机 　　数采管理机置于主控机房，实现LAN（局域网）与CAN（现场总线网）互联，定时向LAN提供实时数据，接受从LAN上下传的命令、数据等，并送到相关机台。 数采管理机的主要功能： 1、 完成车间所有实时数据的显示及存储处理； 2、 以曲线方式显示和记录各项数据（产量及各项单耗）的走势图，为车间管理者提供管理和决策的依据； 3、 可向车间现场总线网上任一检测站发布汉字通知和生产调度命令； 4、 以图表方式显示全车间各机台的实时运行状态和实时生产数据，使车间管理者对生产现场的状况一目了然； 5、 具有历史数据的查询功能，管理人员可据此对一段时间的生产情况进行分析，找出问题，对症下药，达到理顺生产的目的； 6、 定时向厂级网络发送实时生产数据； 7、 实时显示生产现场发来的各种汉字信息。 8、 具有多种设置功能，全汉字ＷＩＮＤＯＷＳ界面，操纵方便灵活。 2、车间综合管理 　　在卷接包车间数据采集与管理系统中，车间综合管理作为其中的一个分系统，在整个系统中占有重要的地位，它以数据采集系统为基础，以人为线索，以机台为中心，将车间管理量化，为车间的管理现代化提供有力的科学手段。为此我们将其集中统一予以阐述。 特别说明 系统主要功能模块介绍 成本分析： 通过现场采集的数据，形成车间成本核算报告，掌握当前生产成本情况，分析成本率高低，生产率好坏的原因，为节约降耗提供分析性报告。 质量分析： 通过现场采集的数据，形成生产车间一级的质量分析报告，实时、动态地掌握当前质量指标，分析质量好坏原因，寻找提高产品质量途径，通过产品质量历史趋势进行预测。 设备分析 通过采集的基础数据，形成设备管理分析报告，掌握当前设备运行工况，分析设备作业率好坏原因，为设备维修、维护、改造及设备调度提供预见性报告。 综合管理： 可向指定机台或所有机台发送通知或其他调度指令，实现数据的自动转结，换班，换牌等功能。可从数采站上查询各种相关的质量体系文件数据及本机相关的生产数据。 信息查询： 为机台操作人员、维修人员提供备件、维修等全面的信息查询功能。 考勤管理： 通过网络从数据采集系统获取各班组机台人员出勤情况；输入车间后勤人员、管理人员出勤情况。对全车间人员出勤情况进行统计，作为 二级核算的依据。 效益工资： 本系统依据车间二级核算结果，根据车间各级职工的工作绩效（包括产量、消耗、备品、工艺、质量等），依据各岗位的岗位系数，对车间效益工资进行二次分配。分配结果经过车间统一调控和批准后下发执行，从而将员工工作绩效与个人收入密切挂钩，带动车间整体生产水平的提高。 生产统计与报表： 生产统计与报表主要完成产量、消耗数据的统计与报表生成。 系统维护： 对系统的代码库、系统的初始化、数据的完整性、系统用户管理等进行维护，以保证系统的正常使用。 3、原料管理机 　　实时响应各机台通过现场监测站发来的材料请求，打印出相应的原辅料发送单，及时向机台发送所需原辅料； 　　完成车间所需材料的入库和发放的计算机管理，高效、准确、方便； 　　可随时按产地、型号等查询、统计、打印各种材料的领取量、发放量和库存量。 　　如果车间具有小车送辅料系统和高架仓库管理系统，这部分信息可直接和该系统无缝连接将车间所需的材料请求通过厂级网络，送往厂原料部门。 　　该系统还可对使用记录的不同厂家、品牌，规格的各种生产用辅料的质量反馈信息进行反馈。 4、设备检修、维修管理机 本子系统有两个功能: 1、实时响应机台的维修请求，记录响应时间 2、对各机台建立详细的检修、维修记录，在此基础上实现设备检修、维修的科学化，降低设备故障率，提高生产效率。保存与机组开机、停机、维修相关的状态、参数、原因，次数、时间、类型等数据及维修用零配件的质量反馈信息。 5、数据采集与显示现场采集站 　　此现场数采站安装于各卷烟机（或包装机）上，与主控机房的数采管理机通过一对特制双绞线相连进行数据传输，传输距离可达１０千米。 　　在设计此装置时充分考虑到工业现场，特别是卷烟生产现场的强电干扰以及灰尘多等特点，为使系统可靠、采集精度高并能长时间工作于现场，现场采集站采用了 1、液晶屏显示 2、堆叠式工控 3、现场总线网络通信 便于现场安装的双层、密闭紧凑型工控机结构 4、多级电源隔离 5、看门狗技术 6、软件陷阱 　　结合多年来在传感技术方面的经验和当代最先进、可靠的工控技术,使系统达到了：可靠、准确、实用。 特别说明 1、该数采站具有以下技术指标： 采集速度：０－２００００／分 采集精度：≤３‰ 采集通道：16，可扩充 断电数据保护时间：永久 连续运行无故障工作时间：>2000小时 联网通讯距离：１００００米 运行环境温度 0℃ - 50℃ 2、现场采集站的主要功能如下： 通过各种方式（安装相应传感器、从设备自身检测系统取数、直接从设备本身传感器获取信号等）实现卷接、包装、成型机组生产数据的实时采集与显示。 ★可采集的科目如下： a.生产烟支数（箱）可换算成支 b.盘纸消耗数（米） c.水松纸消耗数（米） d.滤嘴棒消耗数（支） e.铝箔消耗数（张）可换算成长度 f.商标消耗数（张） g.条盒