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力控pSpace在智能工廠的應(yīng)用案例
系統(tǒng)概況
配合MES系統(tǒng)建立生產(chǎn)裝備智能化、生產(chǎn)過程智能化、生產(chǎn)經(jīng)營智能化的SCADA系統(tǒng),有效提高企業(yè)勞動生產(chǎn)率、安全運行能力、應(yīng)急響應(yīng)能力、風險防范能力和科學(xué)決策能力;
建設(shè)基于自適應(yīng)控制、模糊控制、專家控制等先進技術(shù)的工廠生產(chǎn)線。
系統(tǒng)設(shè)計
提供一套完整的適合金屬制品企業(yè)的管控一體化平臺,包含實時監(jiān)控、設(shè)備管理、第三方數(shù)據(jù)對接(MES、ERP、能源管理)等諸多模塊,幫助企業(yè)簡潔、快速、有效地建立起企業(yè)生產(chǎn)運營狀態(tài)評估平臺;
提供多種數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式,包括流程圖畫面、各種動畫的手段顯示生產(chǎn)參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時顯示,報警記錄顯示、歷史趨勢顯示分析、生產(chǎn)報表查詢、系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視。
1、 生產(chǎn)過程監(jiān)控

通過智能工廠系統(tǒng)建設(shè),建立一個可視化的監(jiān)控平臺來提供給不同的層次的人員進行遠程監(jiān)控,據(jù)此,需要遠程監(jiān)控現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的人員包括:
● 生產(chǎn)人員:需要一個更為詳細、可視化程度高,能夠協(xié)助分析、統(tǒng)計當前生產(chǎn)情況的監(jiān)控界面。
● 檢驗人員:了解當前與其相關(guān)每個工位的質(zhì)量相關(guān)信息和報警信息。
● 設(shè)備維修人員:需要隨時了解現(xiàn)場設(shè)備的運行情況,及時對設(shè)備故障進行維修。
● 調(diào)度人員:根據(jù)設(shè)備目前的使用情況對生產(chǎn)計劃進行安排和調(diào)整。
● 負責人:全面了解整個生產(chǎn)的運作情況。
專用數(shù)控設(shè)備監(jiān)控模塊主要工作目標是:
● 對采集到的數(shù)據(jù)進行實時分析和統(tǒng)計,并通過報表、圖表和可視化監(jiān)控界面等形式展現(xiàn)給工作人員。
● 顯示各生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備的運行狀態(tài)(如啟動,待機,手動,加工,報警等)、通訊狀態(tài)(聯(lián)機、脫機) 、歷史記錄(報警信息、操作履歷)等。
● 自動彈出故障報警畫面、記錄故障點、調(diào)出相關(guān)的控制程序或電控圖紙,并可將報警信息(故障點、故障原因、故障時間等)傳送至維修部門的遠程終端上,從而保證生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備的正常、安全運行。對一些超出界限的數(shù)據(jù)除及時報警外,進行詳細備案保存。從而使工作人員及時了解和追溯產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量狀況,為合理決策提供必要的依據(jù),同時減少事故的發(fā)生和設(shè)備的損壞。
● 對于一些可控設(shè)備,當采集到警報值時,可根據(jù)用戶的設(shè)置自動回控,也可警報后由工作人員自己調(diào)節(jié)參數(shù)回控。 對分布式自動采集上來的數(shù)控加工實時數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)化集中處理和統(tǒng)計分析的內(nèi)容包括:
● 設(shè)備使用效率、完好率、開動率等統(tǒng)計分析。
● 零件的數(shù)量、工時數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
● 設(shè)備報警信息統(tǒng)計分析。
● 能源使用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。
● 不良品統(tǒng)計分析。
● 設(shè)備停機統(tǒng)計分析等。
工監(jiān)控界面可分解為“生產(chǎn)信息”、“設(shè)備信息”、“計劃信息”、“統(tǒng)計信息”等內(nèi)容。能夠進行監(jiān)控報警定義及數(shù)據(jù)采集之后的實時報警;能夠及時顯示數(shù)據(jù)采集之后的圖表統(tǒng)計分析內(nèi)容(包括設(shè)備利用率、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等)。
1.生產(chǎn)信息監(jiān)控
通過圖形化的界面監(jiān)控現(xiàn)場各作業(yè)點的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
2.生產(chǎn)進度監(jiān)控
用來監(jiān)控各任務(wù)的進度情況,加工到哪道工序,完工情況,加工人員等情況。 系統(tǒng)提供完工日結(jié)功能,系統(tǒng)自動記錄當前生產(chǎn)線或者關(guān)鍵工位的期初、上線、下線、結(jié)存等信息。系統(tǒng)提供日結(jié)信息查詢、導(dǎo)出的功能,并留有同MES系統(tǒng)的接口,以便于后期將車間信息傳遞給MES系統(tǒng)。
3.生產(chǎn)異常監(jiān)控
生產(chǎn)管理人員可以實時監(jiān)控現(xiàn)場的各種生產(chǎn)異常,包括質(zhì)量異常、設(shè)備異常、系統(tǒng)異常等;系統(tǒng)提供可視化界面可以總覽現(xiàn)場的異常信號。
4.趨勢展示分析
系統(tǒng)提供實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、棒圖、餅圖、直方圖、X-Y曲線等實時及歷史數(shù)據(jù)分析工具,可通過本地或者遠程進行訪問和查看。
5.報表、看板展示
系統(tǒng)提供C/S架構(gòu)報表平臺,系統(tǒng)提供豐富的報表,包括庫存報表、生產(chǎn)報表、品質(zhì)報表、開發(fā)人員及維護人員能夠在此報表平臺下快速開發(fā)出需求報表。 系統(tǒng)也提供B/S架構(gòu)報表平臺(即基于web訪問的報表),并依據(jù)需要高度定制化。
系統(tǒng)提供現(xiàn)場生產(chǎn)情況透明化開發(fā)的應(yīng)用功能。生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過SCADA系統(tǒng)的整合分析,通過圖表的形式在現(xiàn)場展示出來。能在MES的看板中體現(xiàn)的數(shù)據(jù)包括線體生產(chǎn)情況(各線體及各工位)、質(zhì)量預(yù)警、物料需求等。
● 報表類型設(shè)定:可設(shè)定不同的報表類型,如基本信息查詢類、及時連線狀態(tài)查詢、設(shè)備參數(shù)查詢類等。
● 報表參數(shù)設(shè)定:可自行開發(fā)報表,只要了解系統(tǒng)的表結(jié)構(gòu),即可在短時間開發(fā)出用戶想要的報表,并可另外設(shè)定圖表的呈現(xiàn),或子查詢的處理。
● 報表數(shù)據(jù)呈現(xiàn):依報表參數(shù)設(shè)定的條件,統(tǒng)計出符合條件的查詢數(shù)據(jù),可圖形化呈現(xiàn)(線形圖、柱狀圖、柏拉圖、點陣圖、泡泡圖 ... ) ,并可儲存成Excel檔案。
● 報表種類: WIP報表、產(chǎn)出類報表、QC質(zhì)量類報表、異常類報表、追蹤類報表、管理類分析報表等。

 

2、 報警管理

報警服務(wù)器是一個靈活的分布式報警構(gòu)架,具備強大的報警存儲、統(tǒng)計、分析、顯示、查詢、事件觸發(fā)、打印等功能,并可以和語音、視頻、多媒體進行聯(lián)動,來完成一個大型生產(chǎn)報警管理系統(tǒng)。 每個可能出現(xiàn)的報警有四種狀態(tài):報警未消失未被確認、報警未消失 已被確認、報警消失未被確認、報警消失已被確認。監(jiān)控計算機顯示畫面的頂部或底部設(shè)置一個報警條,在報警條內(nèi)顯示最近三個報警未消失未被確認報警的詳細內(nèi)容,操作員通過畫面切換選擇報警表,報警表內(nèi)顯示監(jiān)控計算機中配置的所有報警列表及報警的詳細內(nèi)容。報警的詳細內(nèi)容包括:報警的當前狀態(tài)、每個“未消失”的報警發(fā)生時間、每個“消失”的報警發(fā)生時間及“消失”的時間、每個“已確認”的報警 的確認時間和用戶。當報警出現(xiàn)時,報警打印機可立即打印報警信息。

 

3、 事件記錄

當發(fā)生的較大情況(如設(shè)備故障、越限報警、大型設(shè)備的啟停等情況)或操作人員對設(shè)備的操作、參數(shù)的調(diào)整,將通過事件記錄功能記錄下這些情況和操作過程,作為今后分析事故的基礎(chǔ)資料。事件記錄的內(nèi)容包括各種事件信息、事件發(fā)生時的時間和當班操作員等。

 

4、 設(shè)備通訊

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為自動化控制系統(tǒng)的大腦,它是連接自動化與信息化的橋梁,從下端的設(shè)備通訊建立到上端的信息化系統(tǒng)接口,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)貫穿了整個智能制造系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要核心為設(shè)備通訊以及數(shù)據(jù)提取兩個部分。因此,在建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必須要了解設(shè)備通訊接口以及控制設(shè)備點表情況。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是實現(xiàn)人機數(shù)據(jù)交換的一種形式,體現(xiàn)在在軟件平臺上面對實際生產(chǎn)過程中的設(shè)備數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控平臺軟件。自動化行業(yè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都是進行協(xié)議采集,比如MODBUS協(xié)議、OPC協(xié)議、IEC101-104、總線協(xié)議等等。每一類設(shè)備或者軟件都會有特定的接口協(xié)議,人機交互只需對等協(xié)議即可實現(xiàn)設(shè)備通訊問題。系統(tǒng)建立通訊后,系統(tǒng)可將控制設(shè)備中的數(shù)據(jù)通過地址對應(yīng)的方式上傳到采集系統(tǒng)中。最后將數(shù)據(jù)以特點的形式展現(xiàn)出來。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的IO、DB、VIEW三合一體。 在數(shù)據(jù)采集中設(shè)備通訊協(xié)議至關(guān)重要,網(wǎng)關(guān)采集控制設(shè)備數(shù)據(jù)的前提條件是網(wǎng)關(guān)與設(shè)備建立通訊。力控網(wǎng)關(guān)支持3000多個設(shè)備廠家驅(qū)動,國內(nèi)外主要品牌驅(qū)動都基本涵蓋。網(wǎng)關(guān)可以直接通過內(nèi)置的協(xié)議驅(qū)動與設(shè)備建立通訊。若設(shè)備控制器驅(qū)動在網(wǎng)關(guān)中目前還不具備,力控可以通過強大的研發(fā)團隊以及20余年的行業(yè)經(jīng)驗給予驅(qū)動的定制開發(fā)。已保證數(shù)據(jù)采集過程中的暢通性、穩(wěn)定性和豐富性。 力控科技可以依靠自身強大的研發(fā)技術(shù)實力,可協(xié)助企業(yè)進行設(shè)備通信協(xié)議體系建設(shè)和標準通信接口改造。協(xié)助光電公司自主設(shè)備通訊協(xié)議的標準化定制(如MODBUS、OPC等),實現(xiàn)對公司引進設(shè)備通訊協(xié)議的驅(qū)動開發(fā),以及數(shù)據(jù)點表的建立和設(shè)備數(shù)據(jù)采集。

 

5、 系統(tǒng)接口

力控軟件采用多進程與多線程的設(shè)計和開放式體系架構(gòu),全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、.NET標準,可以提供實時、歷史和報警數(shù)據(jù)的遠程訪問接口,提供自定義圖形的接口,以O(shè)LE、COM/DCOM、OPC、WebService、動態(tài)鏈接庫等多種形式提供外部訪問數(shù)據(jù)接口。 SCADA系統(tǒng)支持的通訊協(xié)議包含以下國際標準通訊協(xié)議: ● OPC ● Modbus ● IEC104 ● DNP3.0 ● DLT 645 ● GE SRTP ● FINS Ethernet ● BACNet 針對除上述通訊協(xié)議以外的協(xié)議,則可通過SDK開發(fā)包進行定制化開發(fā)的方式,完成數(shù)據(jù)通訊接口的對接工作。

 

應(yīng)用總結(jié)

由pSpace以及pSview產(chǎn)品構(gòu)建的智能工廠數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng),推動了智能工廠的信息化建設(shè),實現(xiàn)了工廠設(shè)備動態(tài)感知、集中監(jiān)控、智能報警、診斷分析、遠程運維、實時協(xié)調(diào)等功能,從而實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度、智能聯(lián)動、快速響應(yīng),提高了工廠管理水平。整套系統(tǒng)結(jié)合先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動化控制技術(shù),可以提高工作效率、降低成本,為智能化提供有力保障。

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