紡織車間網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展概述

摘 要：本文主要介紹工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)在紡織廠的綜合應(yīng)用，論述其在設(shè)備運行管理中的優(yōu)勢，同時介紹臺達全系列網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：紡織 車間 自動化 網(wǎng)絡(luò)

1 引言

　　紡織業(yè)是中國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。中國紡織業(yè)是擁有完善自主產(chǎn)業(yè)體系的重要工業(yè)制造業(yè)。中國紡織業(yè)是世界最大的紡織產(chǎn)業(yè)集群。20世紀80年代以來，由于傳感技術(shù)、變頻、伺服驅(qū)動技術(shù)、PLC技術(shù)、人機交互技術(shù)的不斷進步，使紡織自動化技術(shù)有了突破性的發(fā)展。

2 紡織企業(yè)信息化問題

　　2.1 信息化孤島

　　目前紡機的單機自動化已成熟，但車間管理監(jiān)控卻淪為信息孤島。作為全流程工藝加工的載體，車間在協(xié)調(diào)前后工藝、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理分析等時，需對單機生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集、運算并反饋控制。但幸運的是，當前自動化控制產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)通訊領(lǐng)域有長足發(fā)展，多單機聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)已相當成熟，這使智能化的網(wǎng)絡(luò)控制成為現(xiàn)實，大大提高了產(chǎn)品品質(zhì)和管理效率。

　　2.2 紡織車間主流信息網(wǎng)絡(luò)

　　（1）串行通訊：串行通訊接口一般包括RS232/422/485，技術(shù)簡單成熟、可靠，對軟硬件要求較低，成本也低。但其同時存在數(shù)據(jù)傳輸效率低、抗干擾能力弱、通訊距離短等問題。

　　（2）現(xiàn)場總線：此種方式在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備和控制層之間實行雙向、多結(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。現(xiàn)場總線技術(shù)是控制、計算機、通訊技術(shù)的交叉與集成，幾乎涵蓋了所有連續(xù)、離散工業(yè)領(lǐng)域。優(yōu)勢在于：高可靠高響應(yīng)性、智能化、分布式;目前主流現(xiàn)場總線包括DeviceNet、F.F、CANopen、ControlNet、Profibus等。

　　（3）工業(yè)以太網(wǎng)：工業(yè)以太網(wǎng)是從辦公自動化領(lǐng)域衍生的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，按習(xí)慣主要指IEEE 802.3協(xié)議，如果進一步采用TCP/IP協(xié)議族，則采用“以太網(wǎng)+TCP/IP”來表示，其技術(shù)特點主要適合信息管理、信息處理系統(tǒng)。以太網(wǎng)支持的傳輸介質(zhì)為粗同軸電纜、細同軸電纜、雙絞線、光纖等，最大優(yōu)點是簡單、經(jīng)濟實用、兼容性好，易于連接Internet等。

3 基于臺達機電產(chǎn)品的紡織車間網(wǎng)絡(luò)化實施

　　本文以河北一紡織車間實際控制方案為例，說明網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的自動化控制中的綜合應(yīng)用。

　　3.1車間紡機設(shè)備概況

　　方案根據(jù)紡織廠的具體生產(chǎn)要求，并按國家相關(guān)規(guī)定設(shè)計成開放式的集散控制系統(tǒng)，是具有集中管理、分散控制、信息共享等特征的現(xiàn)代控制，包括從梳棉到絡(luò)筒的各種設(shè)備，具體如下：

　　6臺梳棉機;2套并條機（分為頭并、二并）;3臺懸錠式粗紗機;20臺細紗機;2臺絡(luò)筒機。

　　3.2車間網(wǎng)絡(luò)工程概況

　　工程控制系統(tǒng)內(nèi)容包括：各設(shè)備的系統(tǒng)工藝參數(shù)的監(jiān)測及設(shè)置，各運行數(shù)據(jù)的采集、處理及管理。具體內(nèi)容包括：設(shè)備監(jiān)測：對梳棉機、并條機、粗紗機、細紗機、絡(luò)筒機設(shè)備的各種工藝參數(shù)檢測、設(shè)置;設(shè)備控制：對各設(shè)備控制回路按工藝流程實施優(yōu)化閉環(huán)控制，根據(jù)設(shè)備當前的運行狀況調(diào)整相關(guān)其他設(shè)備;聯(lián)鎖報警：對每臺設(shè)備的各種故障進行分級處理，根據(jù)不同級別進行本體報警，關(guān)聯(lián)設(shè)備報警處理，并可建立設(shè)備運行檔案，提高設(shè)備開機率;歷史數(shù)據(jù)：對生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)、每班狀況的歷史數(shù)據(jù)存儲，為管理提供現(xiàn)場數(shù)據(jù);品質(zhì)追溯：通過生產(chǎn)全過程的監(jiān)控及歷史數(shù)據(jù)存儲查詢，當成品或后工序產(chǎn)品出現(xiàn)品質(zhì)問題時，可追溯查找出現(xiàn)故障的工藝環(huán)節(jié)，從而快速排除和調(diào)整，避免更大的損失。

　　3.3 車間信息化網(wǎng)絡(luò)實施

　　DVP系列網(wǎng)絡(luò)自控系統(tǒng)。DVP系列網(wǎng)絡(luò)自控系統(tǒng)以FCS系統(tǒng)為控制主系統(tǒng)，上層采用以太網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息管理，如圖1所示， 管理層監(jiān)控界面如圖2所示。其中：

　　（1）信息層：由上位計算機、網(wǎng)絡(luò)交換機和組態(tài)軟件構(gòu)成，采用EtherNet網(wǎng)絡(luò)通訊，一方面實現(xiàn)與現(xiàn)場系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和交換，另一方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、分析、管理。甚至可實現(xiàn)遠程IE監(jiān)控和MODEM撥號監(jiān)控。圖2為信息層監(jiān)控界面。

　　（2）控制層：由DVP系列網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品構(gòu)成，包括主機、以太網(wǎng)模塊、總線模塊等，針對各類設(shè)備共配置5套，主要實現(xiàn)對每類設(shè)備的管理和控制，并且將數(shù)據(jù)上傳至上位機，同時將上位機的控制命令和數(shù)據(jù)下達到每臺設(shè)備。

　　（3）設(shè)備層：控制每臺設(shè)備完成其工藝要求，多數(shù)采用RS485串行通訊方式控制，采用DVP-COA02與上層CANOPEN總線通訊。由于臺達網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品采用開放的標準總線CANOPEN及DEVICENET，因此也可兼容其它廠商符合總線標準的設(shè)備層控制系統(tǒng)。

　　3.4 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用特點：

　　（1）采用串行總線（RS485）進行設(shè)備層組網(wǎng)通訊，可兼容其它廠商產(chǎn)品的（歐姆龍、施耐德、西門子等）組網(wǎng)通訊;滿足某些紡織廠原來已有設(shè)備控制系統(tǒng)多樣化的網(wǎng)絡(luò)控制升級改造。

　　（2）具有各班班產(chǎn)統(tǒng)計及顯示、速度顯示、效率顯示等主要工藝參數(shù)的采集。

　　（3）各種報警統(tǒng)計，對故障進行分級（一般、嚴重、致命），且報警（故障）列表與視頻監(jiān)控（現(xiàn)場反饋）相結(jié)合（支持故障現(xiàn)場實時視頻數(shù)據(jù)顯示）。

　　（4）各班產(chǎn)量及關(guān)鍵參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫并保存一年，并具有Chart 統(tǒng)計顯示功能。

　　（5）支持自定義報表格式及定時、實時報表打印功能。

　　（6）擴充能力強，支持各個品牌的PLC入網(wǎng)。

　　（7）支持紡織工藝參數(shù)單個設(shè)定及批量修改。

　　（8）支持品質(zhì)追溯功能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4 臺達工業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)能力

　　臺達已推出全系列的EtherNet、DeviceNet、CanOpen等各種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，可方便的搭建各種控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足不同應(yīng)用場合需求，高性價比、高可靠性。以下簡單介紹臺達網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品：

　　4.1EtherNet以太網(wǎng)產(chǎn)品

　　DVPEN01-SL：TCP/IP主站模塊;DVPENA01-MOD：TCP/IP轉(zhuǎn)RS485模塊; RTU-EN01：以太網(wǎng)遠程模塊。

　　4.2DeviceNet總線產(chǎn)品

　　DVPDNET-SL：DeviceNet主站模塊;DVPDT01-S：DeviceNET從站模塊;DVPDNA02：DeviceNET轉(zhuǎn)RS485模塊;RTU-DNET：DeviceNET遠程模塊。

　　4.3CanOpen總線產(chǎn)品

　　DVPCOPM-SL：CANopen主站模塊;DVPCOA02：Can BUS轉(zhuǎn)RS485模塊;RTU-COPM：CANopen遠程模塊。

　　4.4串行通訊產(chǎn)品

　　IFD-8500：帶隔離的RS-232 to RS-485/RS-422通訊轉(zhuǎn)換模塊;IFD-8510：帶隔離的RS-485/RS-422通訊中繼器;IFD-8520：帶隔離可設(shè)定站號RS-485;RTU-485：RS-485遠程模塊。

5 結(jié)束語

　　紡織車間的生產(chǎn)與管理智能化要求，為其網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了平臺。臺達子公司中達電通作為“紡紗設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理通訊接口和規(guī)范”行業(yè)標準起草工作組的成員單位，專門成立了紡織行業(yè)應(yīng)用處，并利用臺達自身全面、可靠的網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品，提供從設(shè)備驅(qū)動控制層到車間應(yīng)用管理層網(wǎng)絡(luò)化方案，全面支持EtherNet、DeviceNet、CanOpen等主流網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，為紡織業(yè)升級提供強大助力。