铸造行业设备采购技术合同中的通用要求浅析

（共享智能铸造产业创新中心有限公司，宁夏银川 750021）

铸造行业作为传统行业，其数字化、网络化、智能化过程是逐步发展的。目前，大部分铸造企业智能化水平不高，有些企业甚至连自动化和数字化都没有达到。

底层硬件方面，网络、设备与传感器为各数字化、网络化、智能化功能要素实现的基础，即在底层数据互联互通、及时准确的前提下，其上层的过程监控、工艺流程、远程运维、统计分析等功能才能得以实现。但在铸造行业数字化工厂建设或改建过程中，设备供应商、系统集成商和用户关注焦点范围不同：设备供应商主要关注设备功能、技术指标的实现；系统集成商和用户除关注设备功能、技术指标的实现外，还需重点关注设备间联锁、软硬件系统间通信、后续维护或改进便利性、电磁兼容等内容。如果相关技术要求没在技术合同中具体体现，由于企业趋利性，设备供应商所提供的设备一般难以满足系统集成的技术需求，与系统集成商和用户在项目实施过程中争执不断，配合积极性不高，严重影响项目进度与质量。

本文首先给出网络、常规设备、机床设备的通用要求，再根据经验给出相关例证，以期抛砖引玉，使系统集成商和用户能够举一反三，在日后的技术合同中规避类似技术风险。

1 网络

1.1 通用技术要求

1）所有网线选用超六类，并采用超六类屏蔽水晶头，网线压制符合标准，从交换机至设备网线长度最长不超过100 m.网线源、目的地、去向统一标识；

2）光纤选用单模光纤，芯数预留量不少于30%，方便以后使用；

3）现场交换机选用千兆工业级交换机，IP 防护等级满足现场环境要求（潮湿、粉尘、辐射、高温等），并带网管功能。接入层交换机入口为网线进口，并置于独立配电箱内，杜绝环网出现；

4）所选用的无线AP 设备同时支持2.4G 和5G，可自由切换。保证信道预留量不少于30%，信号全车间覆盖无死区，且信号强度不低于-60 dbm，并实现无缝漫游切换，并支持网管功能。

1.2 典型负面案例

如果没在技术合同中具体说明，有线网络方面，设备供应商往往选用民用交换机、多模光纤、五类网线及普通水晶头，线路随意布置且无相关标识，不利于后续维护与扩容；无线网络方面，设备供应商往往选用2.4G 交换机，信道数常因接入点超过上限，且无自适应机制，易造成现场设备通信不畅。

2 常规设备

2.1 通用技术要求

（1）具有控制器及数字化通信接口，提供对应的通信协议，开放数据读写权限、参数定义、操作指令、反馈信息等，可自动进行信息的采集或指令执行。传感器独立配置，或与非数字化的设备、工具、工装等结合，参与生产过程监控、信息追溯或统计分析等过程，其信号接口、数据接口、网关应用应符合GB/T 30269.1、GB/T 30269.701、GB/T 30269.702、GB/T 30269.901 等的规定。

（2）电气图纸提供：验收时须提供完整的、最终版本的、带详细注释的、可编辑的电气图纸电子版；电气图纸采用CAD 格式，I/O 变量名与PLC 程序变量名、组态变量名保持一致。

（3）控制器与HMI：PLC 本体双网口，且预留一个网口用于系统集成，I/O 点冗余点数30%以上，AI、AO 点转换精度满足工艺要求并各冗余4 路以上；触摸屏本体带网口；PLC 与触摸屏IP 地址、子网掩码、路由器地址或默认网关参数按照甲方要求配置。

（4）传感器：参数精度、分辨率、检测范围满足工艺要求。

1）接入PLC 的传感器或仪表：按参数要求与设备配套，进入PLC 的模拟量信号限于4～20 mA、0～20 mA，不满足的在传感器端就近使用变送器进行转换，接入PLC 前使用隔离栅或光电隔离器（自传感或仪表的串口自身带光电隔离接口的除外）；电信号或通信方式的传输距离、传输线路、传输速率、抗干扰能力、防护等级等技术指标，应满足工厂高温、粉尘、强电磁干扰等工况应用环境；通信接口为DP 串行通信的传感或仪表，DP 通信接头使用西门子原装配套接头，或仪表原装配套接头，禁止使用常规串口接头，通信线应使用西门子原装紫色DP 通信线或厂家原装线，禁止使用普通线。

2）独立存在的传感或仪表：自身带串网口（RJ45）（六类屏蔽）的传感或仪表，通信宜采用MODBUS TCP 协议，默认网关（IP 地址、子网掩码、默认网关）可按需求进行配置；通信接口为常规串行通信的串口传感或仪表，串口通信宜采用MODBUS RTU 协议，通过串口联网服务器[1]，就近接入交换机进行数据采集。串行通信参数（通信地址、波特率、校验位、数据位、停止位）可配置，其中波特率至少同时支持1 200、2 400、9 600、19 200 四种，校验位至少同时支持NONE、ODD、EVEN 三种，数据位至少支持7 位和8 位。采用无线射频通信的，其无线通信参数如通信通道、数据传输速率、数据传输频率等参数可配置，并符合无线射频通信管理要求[2]；采用无线WIFI 通信的，其抗干扰性能及通信实时性满足工艺要求；

3）常规仪表参数要求：风、水、气仪表同时提供并采集工况温度、工况压力、工况瞬时流量、工况累计流量、标况瞬时流量、标况累计流量等数据；电力仪表同时提供三相线电压、三相相电压、三相相电流、三相有功功率、三相无功功率、三相功率因数、三相电流变比、复费率有功电能，及总有功峰、平、谷电能等数据。

（5）执行器：各类接触器、电机驱动（软起、变频、伺服、驱动器）、控制阀需带状态反馈信号接点，反馈节点全部接入PLC；各类驱动外围模块按照使用说明书原装配套，不得缺项少项。

（6）PLC 编程：仅限使用梯形图（LD）及结构化文本语言（SCL）进行程序编制。严禁使用程序跳转方式，各程序段大于100 行应进行子程序拆分，对于逻辑复杂且有时序要求的程序段，应采用状态机方式编程；使用西门子TIA 时，如图1 所示，勾选连接机制的“允许从远程伙伴（PLC、HMI、OPC、...）使用PUT/GET 通信访问”选项[3]。

图1 PLC 连接机制

（7）PLC 程序提供：验收时须提供提供完整的、最终版本的、带详细注释的、可编辑的源程序工程文件；各变量均要使用变量名，不能简单地使用物理地址名（如Q0.0、M0.0 之类），I/O 变量名与电气图纸名称保持一致；除核心算法外，所有源程序不允许加密处理；提供程序配套使用的GSD、GSDML等配置文件；程序占存储卡空间的60%以下。

（8）组态程序提供：验收时须提供完整的、最终版本的、带详细注释的、可编辑的源程序工程文件；各变量均要使用变量名，不能简单地使用物理地址名（如Q0.0、M0.0 之类），I/O 变量名与电气图纸名称保持一致。

（9）电磁兼容：电控柜布局、布线、屏蔽、接地、滤波、隔离、防静电、爬电防护等措施，严格按照《西门子自动化与驱动产品符合电磁兼容规则的安装规范手册》、《施耐德电气PLC 系统的接地和电磁兼容性基本原则和方法用户手册》执行。

（10）系统集成配合：以上未涉及到的其他相关项，在不涉及硬件投资前提下，须配合满足甲方系统集成的功能要求（如增加联锁互锁、增加监控变量、工程师项目负责制、中途不得换人等）。

2.2 典型负面案例

如果没在技术合同中具体说明相关条项，设备供应商一般按照设备功能的最精简方式提供相关配套，自动化、数字化、网络化的基础条件往往不具备，智能化要素的体现更无从谈起。或者具备部分基础条件，但从图纸、程序、组态、功能开放、加密等方面处处钳制。尤其是在新增功能、联锁条件改变、工艺变动等情况下，系统集成商或用户往往面临施工周期短、合同与付款流程周期长等限制，绝大部分压力往往由一线工程师承担。而一线工程师在项目调研、设备评估、技术谈判、合同签订等过程中，一般具有较大的影响力，若因上一项目或当前项目的实施与推进不力而履被考核，难免会产生对立负面情绪，进而会带到下一项目行使建议权的过程中，不利于合作共赢局面的进一步开展。

3 机床设备

3.1 通用技术要求

3.1.1 参数监控

（1）接口要求

1）具备RJ45 网络接口，双独立网口，支持直连与交叉自适应模式，100 Mbps 及其以上通信速率；

2）IPV4 地址、子网掩码、默认网关及DNS 服务器等参数均可按需配置并开放权限；

3）支持并开放高级TCP/IP 设置功能与权限，支持多个默认网关功能。

（2）协议要求

1）支持OPC DA 2.0 及其以上通信协议，并开放参数读写权限、设备参数表增删查改权限；

2）采用标准工业通信协议的，在KEPWARE V4.5 及其以上版本中有对应的驱动[4]；

3）采用自定义API 接口的，要求配备详尽的二次开发说明文档，及.net（C#）、JAVA、Dephi 例程，开放通信协议，禁止采用基于DCOM 通信的方式；

4）采用OPC UA 通信的，通过第三方OPC UA CLIENT 能够自由读写访问。

（3）参数要求

1）开放数据读写权限、参数定义、操作指令、反馈信息及地址访问列表等；

2）开放控制器设备参数增删查改权限；

3）数据类型局限于Boolean、Word、Short、DWord、Long、BCD、LBCD、String、Float、Double 等 及其组合，对于超过1 字节的变量类型，字节HIhi HIlow LOWhi LOWlow 的排序方式要统一。

3.1.2 工艺下发

1）具备操作系统WINDOWS 或LINUX，预安装OFFICE 及PDF 阅读器，支持并开放FTP、TCP/IP 通信协议及共享文件夹功能；

2）具备MDC 监控功能，MDC 监控界面中所有数据符合“3.1.1 参数监控 中2）协议要求3）参数要求”中的要求；

3）具备并开放DNC 文件传输的网络映射功能，实现加工程序、工艺文件、工艺卡、检验文件等文件管理与远程数据同步功能；

4）支持并开放工艺文件远程操作功能（读取、写入、修改、删除加工程序）。

3.2 典型负面案例

设备供应商一般根据其机床设备的实际情况，表明其提供的机床设备支持相关功能，并有相关应用案例。但如果没在技术合同中明确要求所采购的机床提供并开放相应功能，在系统集成时一般是需要二次服务收费的，尤其是进口机床。

4 结论

本文所涉及的内容仅为系统集成时，网络、常规设备、机床设备的通用技术要求，以及对应的典型负面案例，实际操作时仍需根据设备接入、协议解析、边缘计算的具体需求区别对待，对相关条项进行排列组合及增删查改，兼顾后续改造升级的可扩展性，并在技术合同中详细规范各项技术指标与要求，降低合同执行风险，为项目高质高效推进提供技术支撑与保障。