物联网技术在经编机上的应用

杨宏国

（常德纺织机械有限公司，湖南常德 415004）

0 引言

经编行业属于劳动密集型行业，经编机车间需要大量的挡车工和设备维护人员时刻对经编机进行编织故障和机械故障排除。经编机一般24 h 不停机，车间噪声大、温度高、工作环境恶劣，对工作人员身体有一定伤害。如果通过远程监控，把巡检工作集中在中控室的屏幕上，将人从车间里解放出来，不仅提高了人工作环境的舒适度，且能提高工作效率。物联网技术在经编机上的推广，可以推进无人化工厂发展。

1 物联网在经编机上应用的原理

物联网，即万物相连的互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来形成一个巨大的网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。物联网在经编机上应用物联网连接（图1）主要是通过物联模块采集经编机信息，模块将采集到的信息通过网络传送至云平台，云平台将收到的信息传送至软件中心，软件中心将处理过的数据再次通过云平台传送至各个计算机等终端系统，同时终端也可以通过云平台传输数据至经编机，从而实现经编机状态可视化、生产实时化、传输远程化、调试网络化等功能。

图1 经编机物联网连接

2 物联网在经编机上应用实施

数字化是信息化的基础，信息化是智能化的前提，实现经编机无人化纺织工厂关键在于设备的互联互通。设备的互联互通架构一般包括：感知层、网络层和应用层，经编机物联网采集如图2 所示。对于经编机来说，感知层是由PLC 控制系统和采集模块组成，主要用于信息的收集。网络层用来实现设备互联，可根据需要选择合适的物联网技术。工业物联网技术包括现场总线、工业以太网、工业无线网、窄带蜂窝网、宽带蜂窝网等多种技术。根据现场情况，经编机选用了4G 流量卡。在应用层可以实现设备互通，实现了设备状态监测、产品运维等多种应用。数据的整合形成不同行业的公有云，如设备管理云、针织产品云等，从而实现大数据的管理云平台。经编机一般采用PLC 控制，在控制器中存储着经编机的运行状态、故障报警、工艺参数等生产数据，这些数据可以通过网络传送至云平台，从而实现信息的透明化。经编机电气柜里面安装物联网采集模块，采集模块通过网线和控制器连通，从而实现双向数据传递。物联网采集模块将采集到的数据通过网络传送至云平台，同时把云平台的数据传送至控制器，从而实现数据的双向流通。可以通过网络了解云平台数据，同时也可以传递指令至经编机，从而实现远程监控和控制。

图2 经编机物联网采集

3 物联网在经编机上应用效果

物联网技术在经编机上的应用实现了经编机的远程运维。运用云平台对每一台生产的经编机进行建档，实现全生命周期管理。以用户为单位，对经编机进行归档。通过云平台无论何时何地都可以通过手机或PC 查看到经编机实时运行状态，实现设备的透明化。通过对状态参数的分析，对每台经编机实施有针对性的专业维护指导，降低设备运维成本。经编机的故障报警信息一目了然，省去用户和机床厂家电话沟通和传真的麻烦。厂家可根据故障报警信息，分析发生故障的原因，按照用户需要远程操作经编机解决故障。可以实现经编机系统的更新和参数的优化等，为经编机电气系统的维护提供强有力的支持，加快设备故障处理进度，降低设备故障率。

物联网技术在经编机上的应用实现了经编机工厂的数字化管理。经编机厂家可以利用这个云平台搭建自己的智慧工厂，实现车间生产透明化。建立车间中控室，通过可视化看板展现所有设备的运行状态，实现从1 人管1 台经编机到1 人管多台的新工作模式，减少劳动力，大大提高工作效率和管理水平。通过中控室的电脑可以对经编机进行简单的电气系统运维，大大节省运维成本，提高维修效率。通过物联网，对采集的数据进行分析处理，为设备管理和工艺优化提供数据依据。经编机的效率和产量的采集为工厂制定生产计划和下发工单提供依据。经编机的机速和牵拉密度等主关键参数一直是困扰用户的难题，通过物联网可以整和所有经编机参数，进行数据分析，优化工艺参数。经编机视觉监控系统，可视化看板展现了每台经编机的运行状态，让每位员工与管理者清楚地看到目前在生产什么及生产的进度，有利于公司的排产和设备维护。物联网系统加强了生产的管理，加大质量的把控，不仅降低了产品不良率、设备能耗，同时为智能化工厂提供数据支撑。

物联网技术在经编机上的应用实现了经编机工厂的人性化管理。经编机行业三大痛点：①劳动密集型，在经编机车间需要大量的挡车工和设备维护人员；②工作环境恶劣，车间噪声大、温度高，人长时间待在车间，对身体有一定的伤害；③劳动时间长，经编机一般24 h 不停机。物联网技术在经编机上的普及可以有效解决这3 个问题。通过物联网建立车间中控室，把工人从车间里面解放出来，通过可视化看板提示有针对性的对经编机进行操作，省去了工人在现场不停巡逻。由原来的1 人看1 台经编机，变成1 人看多台经编机，大大提高工作效率，减少劳动力，改善了工作环境。

4 物联网在经编机的应用实例

（1）经编机用户A 出现操作屏无任何数据显示，也没有任何报警提示，用户维护人员查找不到故障原因。1 台经编机每天的纯利润在几千元，每多停1 d 就多损失几千元，公司派人到用户厂家服务大概需要3 d 的时间才能到达，用户等不起也停不起。公司研发技术人员运用物联网远程运维功能，通过远程联网诊断，可以查看经编机故障信息，直接了解现场情况。远程联网后，调取控制器信息，发现控制器程序和数据一切正常，排除了控制器故障。结合用户现场反馈的情况，故障点锁定为操作屏，最直接的方法是更换操作屏，用户厂家有相同类型的经编机操作屏，远程指导用户人员修改相关参数，更换操作屏，故障依旧。故障进一步锁定为控制器和操作屏的通信问题，远程指导用户人员更换通信线，故障解除。本次维修仅用了1 h，就成功解除了用户的难题，用户缩短停机时间，为用户创造更多利益，同时也为公司节省了维修成本。

（2）随着市场需求的变化，经编机的幅宽也从最初的186 英寸到现在的290 英寸，甚至更长。用户的需求也在不断的发生着变化，经编机也在不断的更新。最初推出的经编机的单次布匹产量极限设置为999 m，当时已经完全满足用户需要，随着用户订单需求的变化，用户单次布匹产量需求突破2000 m，最先推出的经编机布匹产量极限999 m 已经不能满足生产需求。用户现场产量数据没有办法输入，面临着系统升级的难题。如果通过现场运维的方式进行系统参数升级，需要耗费大量的人力物力，工期也比较长。随着物联网的推进发展，使难题迎刃而解，研发人员利用物联网远程对经编机进行系统参数更新，立刻就能解决这个问题，省时省力。

（3）随着物联网技术的普及，用户B 率先引入物联网系统，通过物联网用户B 拥有的50 台经编机实现了数字化管理，通过可视化看板实时了解经编机状况（图3）。物联网技术不仅可以优化生产的管理，而且降低了产品不良率，把工人从车间里面解放出来，改善了工人的工作环境，减少了经编机的维护人员。

图3 用户B 控制中心

5 结语

随着工业化进程的加快，越来越多的经编工厂引入物联网技术，构建数字化工厂。物联网的普及给经编行业带来了巨大的变化，改变了传统的管理方法，提高效率，降低产品不良率和设备能耗，减少劳动力，改善工作环境，推进无人化工厂发展。