寧波XX有限公司
構建XX生產管控一體化系統(tǒng)設想
一、XX生產線監(jiān)控現狀
寧波XX有限公司現有6條采用XX技術的生產線，已投產6年。原設計以現場手動控制、操作間遙控為主，關鍵信號通過常規(guī)數字顯示儀表在操作間顯示。在上世紀末，國內XX生產線未形成規(guī)模，也無成熟的生產工藝，當時采用手動控制合符生產裝置的條件、而且是經濟的方法。
近幾年通過XX公司技術人員的攻關，XX生產線日趨穩(wěn)定和成熟，XX公司已經成為國內最大的XX生產企業(yè)。而原有的控制水平已與高科技的生產裝置不相適應，主要有以下幾個方面：
1、生產裝置已具備挖潛、優(yōu)化的條件，開展這項工作需要采集研究大量數據，現在依靠人工抄錄數據的方法，無法滿足要求。
2、手動操作決定了產品質量和產量與操作人員的操作經驗、技術水平、責任性有關，具有隨機性與不確定性，容易引起質量和產量的波動。
3、管理人員無法了解操作人員的操作過程、生產過程的歷史記錄，不利于操作經驗累積、對操作人員的操作紀律管理。
4、手動控制方式需要更多的操作人員。
5、如今的控制技術已經突飛猛進，手動操作和常規(guī)儀表的監(jiān)控屬于落后的生產方式，與公司的高科技形象很不相稱。
二、國內外同類生產設備的自動化水平
XX生產線從自控角度上看，具有流程短、裝置相對獨立、控制邏輯比較簡練的特點，與注塑機、印刷、印染、透平空氣壓縮機等屬于同一類型。對于這種類型的生產線，一些著名的國內外企業(yè)，目前普遍采用了PLC或專用智能化控制設備，人機界面友好，一般位于設備旁，大多采用彩色顯示器和觸摸屏，操作盤上的數字式、指針式儀表基本被淘汰。
彩色顯示器和觸摸屏，與傳統(tǒng)的按鈕、旋鈕操作方式相比，更能直觀的反應設備生產情況，操作面板更簡潔，操作更方便，操作人員能操作的設備更多。
以下是應用在某一設備的就地控制盤情況：
三、管控一體化的理念
隨著科學技術的發(fā)展，許多先進的企業(yè)在管理方面，以企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)為代表的管理信息系統(tǒng)得到了應用，提高了管理效率；在生產過程自動化方面，普遍投運了DCS、PLC、FCS等控制的自動化裝備，大大提高了生產過程控制水平和產品質量。
為了將生產過程控制層與管理層之間的信息能完整的傳遞、資源整合與共享，在經營管理層和過程控制層之間，建立能夠進行雙向信息流交互、對生產過程進行直接管理的信息系統(tǒng)，進一步提高生產與管理水平，這就是“管控一體化”的理念。
管控一體化系統(tǒng)實現了以下目標：
1、企業(yè)的上層管理者能夠及時、直觀地了解生產現場的運行情況；
2、徹底實現控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的數據共享；
3、改變多個控制系統(tǒng)各自獨立、無法進行綜合分析、無法進行統(tǒng)一規(guī)劃和利用全局資源的局面；
4、對控制系統(tǒng)的數據進行更深層次的數據挖掘，實現數據本身的價值，減少信息的浪費。
四、XX生產管控一體化系統(tǒng)設想
根據管控一體化系統(tǒng)的理念，結合XX生產線的特點，考慮到自動化控制系統(tǒng)改造的分步實施、易于擴展、每條生產線相對獨立的特點，系統(tǒng)配置如下圖：
系統(tǒng)配置圖
1、監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性
監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性牽涉到生產的穩(wěn)定，一套控制系統(tǒng)在保證系統(tǒng)高度可靠的同時，設計中還應該考慮系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)出現故障時，不會影響到整個系統(tǒng)的安全，將損失控制在最低的限度。
為提高系統(tǒng)的可靠性，配置的系統(tǒng)達到以下的要求：如果某一個就地監(jiān)控站發(fā)生故障，只影響到對應的生產線；如果監(jiān)控網絡或監(jiān)控服務器發(fā)生故障，只影響到中央操作室的操作與顯示。
系統(tǒng)構建實現了操作集中、分散控制、危險分散的目的。
2、就地監(jiān)控站
XX生產線設備最近位置，設置1套PLC控制系統(tǒng)構建的就地監(jiān)控站，配置帶主處理器的PLC和12英寸彩色觸摸屏1臺，替代目前的控制機柜，實現以下功能：
（1） 對X氣總管壓力、每條生產線的進料/電流/X氣流量/反吹進行自動控制；
（2） 實現溫度、流量、壓力等參數的顯示、報警、歷史數據趨勢與報表顯示；
（3） 由PLC觸摸屏實現目前控制機柜上的操作按鈕與開關功能，便于操作記錄與跟蹤管理；
（4） 與主操作室的計算機通訊，向管理層發(fā)送所有的過程數據，并接受上位計算機的監(jiān)控。
3、中央操作室
在中央操作室實現對所有XX生產線集中操作，配置監(jiān)控服務器1臺、操作站2臺、大屏幕顯示系統(tǒng)1套。
下面的圖片是某一中型控制系統(tǒng)中央操作室的布置情況。
（1） 監(jiān)控服務器
監(jiān)控服務器用于采集各就地控制站的數據，實現數據處理、存儲、報表處理等功能，并利用OPC功能將監(jiān)控數據上傳到公司管理層的信息服務器里。
監(jiān)控服務器也用于系統(tǒng)的維護與管理，具備操作站的一切功能。
監(jiān)控服務器安裝了WEB版組態(tài)軟件，用來構建圖形化操作畫面，提供可靠的數據歸檔。可以配置包括各種滿足工業(yè)要求的功能，如事件信號、測量值的歸檔、所有組態(tài)數據和過程量的登錄，還可設置多級用戶權限等。
用組態(tài)軟件平臺上開發(fā)出的人機操作界面，圖形形象逼真，操作界面友善，故障診斷可靠，具有如下特點：
開放特性：兼容各種通用設備，易于編程組態(tài)和建立數據庫，豐富的圖庫，并能接受多種通用式樣的圖形和文件。
圖形功能：工藝圖、工藝區(qū)域圖、工藝控制圖、單元控制圖。
控制功能：在控制圖形上通過鼠標和鍵盤對工藝參數進行修改，對工藝過程和控制設備進行控制和調節(jié)。
報警功能：在設備及工藝過程中發(fā)生故障時發(fā)出警報，顯示故障點和故障狀態(tài)，按照報警等級作出相關反應，記錄故障的信息。
安全操作：設立不同的安全操作等級，針對不同的操作者設置相應的加密等級，記錄操作員及其操作信息。
動態(tài)顯示：對全部工藝過程、工藝參數、設備狀態(tài)等通過顏色變化、百分比、色標填充等手段進行顯示。
數據管理：記錄并顯示工藝參數的變化曲線或趨勢圖，利用歷史數據和實時數據建立各種必須的數據庫，進行數據傳送和報表打印（日報、月報、年報）。
（2） 操作站
操作站作為控制室人員的操作監(jiān)控界面，具備對所有的生產線進行操作與監(jiān)控功能、具備現場監(jiān)控站觸媒屏所有的操作功能。
由于組態(tài)軟件采用WEB版技術，理論上說，可以配置多臺操作站，根據控制級別對生產線進行監(jiān)控。
（3） 大屏幕系統(tǒng)
目前大屏幕顯示系統(tǒng)的技術已經相對成熟、普遍、經濟、可靠。大屏幕顯示有利于領導現場指揮與決策，有利于提高公司的形象。
4、公司管理層
如果必要，可以在公司管理層配置1臺操作站，在辦公室里觀察到所有的監(jiān)控信息，操作站設置成觀察狀態(tài)，即只允許看，不允許操作。
要實現過程信息的公司層網絡分享，配置1臺信息管理系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)）服務器，與中央控制室內的監(jiān)控服務器接口，在公司網絡上的所有管理層電腦，都可以觀察到生產信息。
通過軟件編制與必要的設置，公司管理人員可以通過internet互聯(lián)網，觀察相關的生產信息。
五、管控一體化系統(tǒng)的實施步驟
根據目前XX的生產線實際監(jiān)控狀況，提出了管控一體化系統(tǒng)的實施步驟：制定目標、總體規(guī)劃、局部試點、分步實施。
1、 制定目標
對XX生產線監(jiān)控，最終目標是優(yōu)化控制、集中操作、實現管控一體化，使XX的生產線在國內處于技術先進、管理一流、產量最高、質量最佳的領先地位。
2、 總體規(guī)劃
實現XX生產線的管控一體化，要從xx公司層面上總體策劃，按照集團公司的定位與管理要求，對系統(tǒng)進行定位。
3、 局部試點
構建XX生產線的管控一體化系統(tǒng)，最關鍵、最基本的要求是將目前的過程控制信號接入自動控制系統(tǒng)中。
設想在現在的1條生產線的現場控制室內配置1臺帶觸摸屏的PLC系統(tǒng)，逐路接入生產線上的關鍵信號，先進行數據采集與常規(guī)分析，然后進行自動控制試驗、監(jiān)控軟件試驗，積累改造與控制的經驗。
4、 分步實施
在局部試點得到成功的基礎上，開展下列工作：
（1） 編寫控制系統(tǒng)的設計任務書；
（2） 將設計任務書發(fā)給3家有實力的、采用不同型號PLC的系統(tǒng)集成商，進行系統(tǒng)的初步設計；
（3） 分別與3家PLC控制系統(tǒng)進行技術交流、現場踏勘；
（4） 編制PLC控制系統(tǒng)招標文件；
（5） 進行PLC控制系統(tǒng)招標，確定中標單位；
（6） PLC控制系統(tǒng)集成商進行系統(tǒng)組態(tài)現場安裝調試；
（7） 將1條生產線接入PLC控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)試運行；
（8） 擴展系統(tǒng)，接入所有的生產線；
（9） 建立MIS系統(tǒng)；
（10） 實現管控一體化。
滬公網安備31010802001143號
