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智能制造解决方案

工厂生产自动化——自动化集成控制系统

概念阐述

Conceptual elaboration

概念阐述- 通过对生产中产生的各种关键数据进行动态监视,实时了解生产的动态情况,与生产计划进行比对,达到对生产进度计划进行有效控制;同时对生产过程中出现的设备故障或工艺质量问题、设备运行情况、质量状况、能源供应等异常情况及时报警,以便及早控制与处理。
早期受限于自动化技术的不完善,各系统间接口标准和总线技术的不统一,造成集中的管理和控制很难实现。随着近几年自动化控制技术和系统集成技术的迅猛发展,具有统一现场总线平台和整体解决方案架构的自动化集成控制系统已被越来越多的生产企业所使用。
常州天曜通过执行器与传感器、 三相交流电机、变频器、软启动器 伺服电机、步进电机、直流电机、 PLC与运动控制 、人机界面与组态软件、 现场总线与工业通信等集成技术为制造企业提供高效的自动化设备集成方案,搭建灵活的自动化集成系统。

生产集控系统

Production centralized control system

生产集控系统的设计是按照“集中管理,综合监控,分段控制”的原则,以车间主要生产信息的管理为核心,建立起比较完善的车间级生产管理系统。在CIMS系统的整体框架中,生产中控上接MES系统,下连底层电控系统,是生产信息上传下达的关键一层。
生产集控系统包含设备控制、集中监控、数据采集、生产管理、工艺管理、质量管理、设备管理等方面的内容。通过对生产过程中的各种生产数据进行动态监视,实时监控生产的情况、工艺参数,以实时采集的工艺数据为依据,对产品质量进行实时分析,有效控制产品质量,确保生产计划有效执行。


1 设备控制系统为生产集控提供基础数据,对工艺段分别进行控制。控制系统的安全、稳定、可靠是至关重要的一环。




2 集中监控层主要包括工艺段监控计算机、HMI服务器、OPC服务器、视频服务器等。集中监控系统通过千兆以太网和工业以太网与PLC连接,实现对生产过程的全面监控。




3 数据采集包括实时数据库、关系数据库、Web服务器、工程师站等。实现设备数据和工艺数据的采集。







4 生产管理包括生产计划管理、生产批次管理、生产数据统计等功能。




5 工艺管理包括工艺路线及工艺参数管理等功能;定义各个控制段的不同品牌的工艺参数,系统根据各个控制段的当前品牌,自动对应相关工艺参数。







6 质量管理包括质量监控及质量统计分析功能;通过实时监控产品质量外,系统根据实际生产情况,自动提示质检人员进行产品抽检。按照批次进行质量统计、汇总,实时地对生产过程进行质量分析,并能实时反馈给控制系统进行相关调整,形成历史经验数据,完善控制效果。







7 生产线监控/调度/管理系统:采用管理层、监控层和设备层三级网络对整个生产线进行综合监控、调度、管理,能够接受车间生产计划,自动分配任务,完成自动化生产。







8 除尘系统作为生产过程的必要系统,提供除尘清洁,风力输送及拣选的功能。包含设备层控制、集中监控两方面的内容,通过现场总线对除尘系统过程中的各种关键数据进行动态监控,实时了解生产的动态情况,通过系统的实施,可实现对除尘的控制和集成,控制相应风机的起停控制减少能耗,保证除尘系统有效的为生产过程服务。

生产数采系统

Production and production system

生产数采系统-1 生产数采系统介于各种设备电控系统和上层的MES系统之间,是自控层与MES系统的信息联络枢纽。一方面,及时、准确、完整地向MES等上层管理系统提供设备运行状况、产品质量情况、生产工艺执行情况、产量、物料消耗等生产信息,实时监控生产过程。另一方面,及时接收生产作业计划、生产作业标准、公告通知、换牌通知等作业调度指令并传递给现场终端及机台操作人员,科学、及时地对现场生产进行调度指挥,确保生产有序和可控。生产数采系统包括数据采集、实时监控、生产调度、现场管理、质量自检、设备维护管理、物料管理、设备运行分析等功能模块。据采集模块是生产数采系统的核心模块,负责与卷接机、包装机、成型机、封箱机、质量检测检测仪器等各种生产设备通讯,采集生产、质量、消耗、设备运行等信息,并对信息进行初步分类加工处理。实时监控模块实现了车间生产现状的实时监控。
监控范围包括各种设备的开停情况、运行情况、统计报告、性能报告以及生产的牌号、计划产量、当前产量、消耗数据、故障次数、故障原因、当前状态、生产进度等等信息。生产调度模块主要是接收MES等上层管理系统的生产作业计划、生产作业标准、公告通知、换牌通知等作业调度指令并传递给现场终端及机台操作人员。现场管理模块实现了质量体系文件、工艺技术参数与标准、生产计划、公告通知、换牌通知等作业调度指令以及机台生产、质量、消耗、设备运行等反馈信息的查阅与管理。质量自检模块主要是记录机台操作人员的质量自检信息及相关处理措施。 质量自检模块提供自检时间设置及到时自动提示自检功能。同时将操作工自检信息反馈至MES等上层管理系统,方便管理人员考核评价操作工的自检行为。 物料管理模块实现了配送到机台辅料的机台操作工确认功能。该模块负责接收MES等上层管理系统中的各机台辅料配送信息,机台操作人员根据辅料实物配送情况,通过该模块对辅料规格、数量等信息进行确认,确认结果同时反馈至MES等上层管理系统。 生产数采系统-2

应用效果

Application effect

系统的建立应用了先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、软件技术等,为管理人员提供了生产现场的各种实时信息:

通过对生产中产生的各种基本数据信息进行监视,了解生产的最新进展,以便对生产过程实施有效控制;

对生产过程中出现的设备故障或工艺质量问题、物流状态等异常情况及时报警提示,以便及早控制与处理;

将各种可分配资源有效地分配给最需要的生产工艺流程中,系统具有高度的扩展性和稳定性,维护方便;

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