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智能制造| 烟草行业卷包数采数据采集的完整性研究
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智能制造| 烟草行业卷包数采数据采集的完整性研究

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  • 发布时间:2022-12-08 15:15
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【概要描述】烟草行业车间的数据管理是全国各卷烟厂信息化管理的重要环节,在卷烟厂对卷包机组的数据管理不断的探索中,黄金叶生产制造中心卷包车间在利用数采系统对数据采集的基础上以ZB45包装机旁通信号为突破点,进一步提高了数据采集的完整性。

智能制造| 烟草行业卷包数采数据采集的完整性研究

【概要描述】烟草行业车间的数据管理是全国各卷烟厂信息化管理的重要环节,在卷烟厂对卷包机组的数据管理不断的探索中,黄金叶生产制造中心卷包车间在利用数采系统对数据采集的基础上以ZB45包装机旁通信号为突破点,进一步提高了数据采集的完整性。

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摘 要:烟草行业车间的数据管理是全国各卷烟厂信息化管理的重要环节,在卷烟厂对卷包机组的数据管理不断的探索中,黄金叶生产制造中心卷包车间在利用数采系统对数据采集的基础上以ZB45包装机旁通信号为突破点,进一步提高了数据采集的完整性。

关键词:旁通信号;卷包数采;完整性

中图分类号:TS4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)07-0043-02

随着融合了计算机、通信和信息处理技术的电子信息技术的飞速发展,使得信息共享应用日益广泛与深入,黄金叶制造中心(以下简称中心)是2014年由河南中烟的郑州卷烟厂和新郑卷烟厂异地搬迁重组而成,新的起点造就更高的平台,黄金叶制造中心着眼于整个厂区的大数据平台应用研究和分析,其建立的基础首先是从各个部门反馈而来的大量、实时、准确的基础数据,作为中心重要的生产车间卷接包车间从以往的数据采集报表分析数据采集缺失率达到10%左右,这样致使后续关键业务如产量核算、辅料消耗的质量也将大打折扣,基础数据的缺失意味着基础数据的不准确,进而导致中心整个大数据分析的底层支持缺乏坚实基础,使综合分析无意义,成为制约整个厂区信息化发展的障碍,因此迫切需要针对卷包间的剔除数据与整体数据的关联性开展相关研究。本文以数据缺失为出发点,以包装机旁通检测剔除信号为突破点,探索数据集成的新模式,切实解决实际工作中的问题。

卷包数采系统作为四大集控系统之一,处于企业信息化建设三层构架的底层,主要是通过实时采集卷包车间产量、消耗、质量等关键数据,实现精益生产控制、精益设备工艺支撑、精益质量成本管控等目的,并为企业各级管理提供卷包生产数据服务支撑,卷包车间数据采集技术能够记录生产车间实时生产的所有数据,是生产制造信息化的基础也是工业4.0得以实现的根本保障,它通过构建大数据平臺,把生产设备和生产操作现场的的实时数据分门别类地写入相关的数据库,经过数据库的后台繁琐的算法计算后,逐项把基础数据归档,并通过查询系统展现出来,确保了数据采集的直观性和数据的二次可利用性,但数据的采集在实际工作中也会存在很多问题,需要更为深入地研究技术上的关键点,有效降低数据采集的数据空白率,才能从根本上确保数据的质量,而在大量的实践应用中大多数数据缺失均因为旁通检测关闭所导致的的数据流失。旁通检测是车间卷烟设备上的检测设备,旁通检测设备的启停直接关系到数据的采集与否,在没有人为因素干扰且旁通检测正常使用的情况下,数据的有效采集率均达到了99%左右,那么问题来了,在怎样用信息化的思维,依托现有的数采系统去解决旁通检测开关与设备运行的问题,这便是本文研究的问题:

1 影响数据采集完整性的因素

1.1 网络故障

黄金叶生产制造中心卷包车间共45组设备,每个机组包括卷烟机、辅连设备,包装机共有6个采集点,各个采集点之间形成环型网络,由于网络本身存在不稳定的因素,易受病毒入侵,加上横跨的采集点位较多,容易造成数据缺失,且网络受线路、供电情况,电缆质量、周围施工状态影响也颇大,因此网络对数据采集完整性的影响是不可避免的。

1.2 采集程序故障

在数据传输中,无论哪一种接口的采集程序,基于该端口的数据传输均可能有故障发生,车间目前采集网采用接口以opc为主,管理网与采集网络结合的部分接口以Tomcat,且各个接口均布有接口监控程序,因此因接口问题所造成的数据损失,微乎其微。

1.3 实时数据的本身问题

实时数据的采集是依赖于生产设备本身的网络和采集程序,如果生产设备本身处于采集的空档,即剔除检测设备关闭,设备的采集也会有很大的空档期,虽然实时数据库建立在较为稳定的windows 平台上,但由于长期的运行负荷,运行垃圾会逐渐累积,运行速度会变慢很多,严重时很可能会导致运行系统的崩溃,系统崩溃势必会影响数据的完整性。

综上所述,影响数据的原因多为硬件本身,网络故障所造成的影响,受现阶段网络水平的限制,我们所能做的改善有限,而在实时数据本身的问题中,旁通检测设备控制存在可改进的空间,以此为突破口进行改进。

2 旁通检测所造成数据缺失的解决对策

2.1 提取旁通开关启停信号

以车间较为成熟的机型ZB45为研究对象,该机型包装机电柜上有3个旁通检测信号开关点,设备点名称分别为:“X”检测旁通选择器、“CH”检测脱机选择器、“CT”检测脱机选择器,此开关的开否直接影响相应部位的计数,而在实际生产中,卷接包车间的包装设备上的剔除检测按钮由于人为原因或设备原因均可能会关闭,通过重新改造线路增加数据采集线缆,把包装机上的3个旁通信号点位连接到包装机数采200PLC上,并在包装机200PLC上修改相应的采集程序,这样数采系统就可以直观地采集旁通检测启停的信号,经过内部一系列的信号转化和中心处理器处理分析,整合出反馈信号,并发出推送信息至相关客户端及以备采取后续相关动作。

2.2 搭建综合数据集成平台

基于卷包数采现有的系统框架,综合旁通信号新路径的设计,中心卷包车间把控制模块进行展开和功能延伸,形成崭新的数据集成平台,具体包括旁通检测信号在管理软件中的配置功能、消息推送功能、开关按钮、查询功能,旁通检测信号在机台的报警程序,旁通检测信号在实时监控的点位展示和历史信息的查询等等,基本实现了旁通检测数据集成平台在整个生产流程中的无缝嵌入,比如某机组正常运行设备时,旁通信号忽然关掉,生产现场的警报灯首先对操作机台的操作人员进行机台报警提醒,同时对责任片区的管理人员在管理软件推送相关信息,卷接包车间的中控室实时监控的显示屏上也会有警示灯闪烁,提醒中控工进行处理,三位一体,确保能及时纠正因旁通检测关闭所造成的数据缺失。

2.3 实现设备的远程控制

在情况较为严重的情况下,可以通过辅联直接中断设备的正常运转,起到避免卷烟质量事故的发生和基础数据缺失的作用,在这其中远程控制的实现,是通过把搭建的旁通检测信号新平台与YF17的辅料控制模块进行有机结合,完全实现实时监控和对异常机组的远程控制。

YF17辅联设备的控制模块是河南中烟黄金叶制造中心的卷接包车间的独家创造专利,它通过在YF17辅联设备上加装专门的中间继电器,利用数采项目在卷烟机上部署的S7-200PLC,采集YF17辅联设备停机信号,通过人为调整采集程序的档位,来实现远程或本地控制辅联YF17设备启停功能,并提供控制指示灯来显示控制状态。其中,远程控制意为在管理软件中制定专门的程序,通过在管理软件中设定参数方式,当反馈结果达到设定值时,能直接控制设备的运行,本地控制就是在原来设备运行的基础上,当反馈结果达到设定值时,会有相关的提醒和警示信号。

3 结语

尽管采集数据的完整性受到各方面的影响,但通过不断的改进和完善必定能不断的提高采集程序的准确度和完整性,本文仅从减少旁通数据缺失率为出发点所作的改进和尝试,在一定程度上完善了数据的完整性,还有其他方面留给我们探索和研究的可能性。

 

来源:《中国科技纵横》2017 7期  作者:赵丹丽、房庭栋 

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