浅析卷包数采系统的应用与优化

杨国欣

摘 要：本文通过介绍卷包数采管理系统总体结构、系统功能、数据采集、接口技术、应用维护等内容，结合烟草行业信息化结构特点，对建设优化卷包数采系统提出自己的观点和建议。

关键词：卷包；数采系统；MES

卷烟企业信息化建设总体架构分为三层，底层为控制层、中间层为执行层、上层为管理层。卷包数采系统是卷烟企业信息化建设的主要内容，负责卷包车间各种离散型设备的数据采集汇总，通过与卷包车间各工序控制层所有设备的统一集成，采集汇总卷包生产过程数据，既是MES系统数据来源基础，又负责执行来自MES系统的任务，是联系卷包底层自动化控制设备和MES系统的枢纽。对卷包过程产品质量、设备运行状态有效监控，各生产单元的有效联动，提高各生产部门的协同工作效率，为实现精益化生产打下基础。

1 系统总体架构及功能

⑴卷包数采系统的总体框架结构分为：数据采集层、设备监控层、业务管理层三个层次。

⑵卷包数采系统主要功能。1）生产过程监控功能：对卷包车间生产过程进行监控，实时显示卷接包、成型机、封装箱、发射机等设备状态信息、机台生产牌号信息、产量、消耗统计、对比等信息，并包括产量消耗数据统计信息。2）生产现场管理功能：实现交接班管理、机台请料、自检自控、生产牌号、质量检测反馈等功能。3）车间质量工艺管理：实现将检测仪、测试台等信息进行图表分析，详细展示设备工艺质量水平，工艺标准下发到机台进行查询对比。4）生产设备管理：实现设备运行状态，开停机状态信息原因查询记录，进行设备效率分析。5）MES接口集成功能：MES传入生产工单（分配到卷接、包装、成型、装封箱各机台）给卷包数采的中控系统，卷包数采系统负责工单显示、分发、执行和工单执行情况的反馈，已下达到卷包数系统采工单的删除与修改，卷包数采系统在工单执行的过程中，发送MES包括工单状態在内的工单执行信息。工单运行前机台卷包数采系统提供设备检查确认、人员确认、辅料的一致性检查确认等准备信息，可按MES需求传回MES。工单启动由卷包数采触发，包括工单开始时间，工单异常反馈。向MES系统提供设备数据采集信息、设备反馈信息、生产、质量统计信息及实时生产数据。

2 系统数据采集方式

南宁卷烟厂卷包车间现有各种卷包生产设备50多台，主要设备及型号包括ZJ17卷烟机20台，GDX1/GDX2包装机20台，ZL22A成型机6台、KDF2C成型机2台，封箱机5台、条烟传输系统，由于这些设备来自不同的设备生产厂家，设备型号复杂，对这些设备进行数据采集时需要有针对性地使用不同的方式。

⑴卷接机数采：ZJ17卷烟机组是由常德烟机厂制造的，采用的是PLC控制。生产现场的显示终端系统采用西门子的S7-300，软件运行在WINDOWS平台上，已经具有完整的数据采集功能，并且提供了相应的数据接口。数采软件与显示终端软件间的数据交换采用虚拟TCP/IP网络方式，数采软件读取数据后对所获取数据经处理即可以实现该设备的数据采集功能，软件部署在设备工控机终端。

⑵包装机数采：GDX1/GDX2/ZB25/ZB45包装机的控制系统是MICROII系统，由主控部分CNT和一至多台人机交互终端OPC组成。CNT与OPC间采用GD-LAN网络连接，通过更换OPC上的控制程序，利用现有现场物流终端为数采站，通过以太网采集设备的相关数据，该种方式由于GD设备不提供开放数据接口。

⑶成型机数采：在用的ZL22A/KDFC2成型机设备为西门子S7-300 PLC控制系统，都是通过加西门子PLC以太网通讯模块与PLC直接通讯实施采集到数采工控机上，再由工控机传输数据到数采数据库。

⑷辅联设备：条烟输送系统、封箱机系统、烟丝输送为西门子S7-300 PLC控制系统，都是通过加西门子PLC以太网通讯模块与PLC直接通讯实施采集到数采工控机上。

⑸残烟输送、除尘等其他数采：残烟输送及除尘等其他数采系统本身配置了本地监控计算机可采用TCP/IP方式，由于用于消耗统计的数据不多，不是卷包数采的关注重点。

⑹综合测试台及测量仪：综合测试台及测量仪采用TCP/IP或RS232串口形式进行数据通讯。

3 系统优化

⑴时间统一性问题：卷包数采包含众多设备，需通过需和各工控机及终端设备进行通讯。各工控机、计算机终端设备时间不统一会导致数采数据不准。可通过设置一台时间服务器进行自动校准解决时间不统一问题。

⑵数据源统一问题：卷包数据采系统数据采集难度大，控制系统异构情况严重，技术不开放，数据采集接口复杂，特别是GD包装机数据采集建议提取原工控机采集的各种数据是最佳方案，采用开放的TCP/IP数据接口，采集数据和原工控机数据一致。

⑶辅联设备数据采集：如连接机、装盘机等其设备不复杂，没有工艺控制项，此类设备没有数据采集必要。

⑷系统安全：考虑到卷接包设备长期运行，其上的工控数采机不存储本地数据，系统出现故障需要快速恢复，建议硬盘和备份移动盘上统一备份有GHO文件，可以快速一键恢复。

综上所述，卷包数采系统的应用，提高了车间领导对车间现场的监控管理能力，减轻了生产统计人员的统计工作量和提高统计速度，增强了车间合理安排生产调度计划的科学性，提升车间管理信息化能力。

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