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摘要：倍捻機是紡織行業(yè)中重要的加工設(shè)備，為了實現(xiàn)對倍捻機的信息化管理，提高企業(yè)生產(chǎn)效率與信息化管理水平，設(shè)計倍捻機狀態(tài)信息采集、統(tǒng)計分析的設(shè)備群信息化管理系統(tǒng)。每臺倍捻機通過傳感器、控制器和以太網(wǎng)等實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)信息的采集與數(shù)據(jù)庫存儲?；诮M態(tài)王軟件和.NET技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備斷紗次數(shù)、斷紗時間、停機時間、停機次數(shù)、運轉(zhuǎn)率等運行狀態(tài)圖表化顯示及統(tǒng)計報表生成。

關(guān)鍵詞：紡織企業(yè)；倍捻設(shè)備群；以太網(wǎng)；數(shù)據(jù)分析

0引言

倍捻機是紡織行業(yè)中重要的加工設(shè)備，其功能是將多股單紗通過加捻粘合成股線，增強原紗的性能，滿足工藝要求。隨著自動化與信息化技術(shù)不斷發(fā)展，近年來，國內(nèi)倍捻機的智能化水平也得到快速提升，各種先進的倍捻設(shè)備不斷問世，如臺達和悅達公司研制開發(fā)了各種先進的紡織生產(chǎn)設(shè)備。這些生產(chǎn)設(shè)備可實現(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)在線檢測、數(shù)據(jù)分析等信息化管理功能[1，2]。然而，目前我國許多紡織企業(yè)還處于轉(zhuǎn)型升級階段，企業(yè)面臨著設(shè)備較傳統(tǒng)、自動化與信息化水平不高、智能管理程度低等各方面的問題[3，4]。所以，積極提升企業(yè)技術(shù)升級改造，推進自動化和信息化發(fā)展也是目前紡織行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。倍捻設(shè)備在生產(chǎn)過程中，由于張力控制或電機控制不恰當(dāng)?shù)纫蛩兀瑢?dǎo)致斷線、停機等故障。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，車間操作工作需要及時排除故障，恢復(fù)設(shè)備正常生產(chǎn)，否則將影響企業(yè)生產(chǎn)[4]。為提升企業(yè)生能效率、產(chǎn)品質(zhì)量和信息化管理水平等，企業(yè)管理者需要掌握設(shè)備的生產(chǎn)信息和狀態(tài)。比如單臺設(shè)備、車間或整個企業(yè)在不同時間段中產(chǎn)量、設(shè)備運轉(zhuǎn)率、設(shè)備工作時長、斷紗、停機狀態(tài)等。通過這些生產(chǎn)信息，可對數(shù)據(jù)進行分析處理，企業(yè)可實時了解企業(yè)運行狀況，對車間工人工作情況、原材料質(zhì)量和倍捻設(shè)備都具有監(jiān)管功能，也可為管理層提供決策支持的基礎(chǔ)。

1系統(tǒng)設(shè)計

1.1設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)信息采集

設(shè)備群生產(chǎn)狀態(tài)信息采集結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。倍捻設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)信息包括紗線張力、電機速度、紗線斷線、設(shè)備停機等。這些狀態(tài)信息都需要通過傳感器進行檢測，所以需要在倍捻機中安裝相應(yīng)傳感及其測量電路。斷線與停機檢測方法可參考文獻[4]，速度檢測可采用霍爾傳感器或者編碼器進行測量，張力可采用專用的張力傳感器模塊進行檢測。各傳感器輸出經(jīng)測量電路進行信號處理，包括濾波、信號放大、電平轉(zhuǎn)換、限幅等。單片機通過I/O口或者A/D轉(zhuǎn)換引腳讀取測量電路的輸出值，從而獲取單臺設(shè)備的各種運行狀態(tài)信息。每個車間內(nèi)有多臺倍捻設(shè)備，每臺設(shè)備的控制器通過RS485總線的MODBUS-RTU通信協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳至車間總數(shù)據(jù)采集器，完成整個車間所有設(shè)備的狀態(tài)信息采集與存儲。整個企業(yè)有多個車間，各車間設(shè)備狀態(tài)信息通過以太網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，實現(xiàn)整個企業(yè)倍捻設(shè)備群運行狀態(tài)信息的獲取與存儲。

1.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

基于以太網(wǎng)絡(luò)完成整個企業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)信息的采集，服務(wù)器以數(shù)據(jù)庫的形式將狀態(tài)信息進行存儲。服務(wù)器基于組態(tài)王軟件或者.NET技術(shù)可對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行分析，生成報表進行輸出和圖表顯示。組態(tài)王軟件是一種應(yīng)用廣泛的工業(yè)監(jiān)控軟件，具有顯示、報表管理、報警事件等各種功能且應(yīng)用便捷。為了便于對設(shè)備管理，需要對每個設(shè)備、車間設(shè)備或者整個企業(yè)的設(shè)備按不同的時間段進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和顯示。

1.2.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計

無論是對數(shù)據(jù)進行分析還是圖表顯示，都需要對數(shù)據(jù)庫進行操作。首先定義ODBC數(shù)據(jù)源，在電腦硬盤區(qū)新建一個MicrosoftAccess數(shù)據(jù)庫，取名為設(shè)備狀態(tài)信息.mdb，并根據(jù)需求在數(shù)據(jù)庫中建立各種數(shù)據(jù)表，如圖2所示。在ODBC數(shù)據(jù)源管理器中新建一個數(shù)據(jù)源，并設(shè)置該數(shù)據(jù)源指向設(shè)備狀態(tài)信息.mdb數(shù)據(jù)庫。根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)定數(shù)據(jù)庫的字段。為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)崩潰或硬件故障而造成數(shù)據(jù)丟失時可以恢復(fù)數(shù)據(jù)庫，可采用備份和日志方式，同時提供角色權(quán)限管理。數(shù)據(jù)備份模式采用數(shù)據(jù)庫全備份方案，包括數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫日志、數(shù)據(jù)庫表定義信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫用戶信息、數(shù)據(jù)庫授權(quán)信息等，每次可單獨保存為1個備份文件；利用SQLserver的備份功能，建立數(shù)據(jù)自動備份調(diào)度程序，利用SQLserver的恢復(fù)功能進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

1.2.2統(tǒng)計分析

通過連接數(shù)據(jù)庫，基于SQL操作和報表生成等指令可對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析及各報表的生成輸出。用戶根據(jù)數(shù)據(jù)日期（本月、三個月、指定時間）、設(shè)備數(shù)量（單機、多臺設(shè)備和車間）、停機斷線間隔（停機大于指定分鐘和斷線大于指定分鐘）、班次（班制和班次）等方式對存儲的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行查詢，生成各類報表，主要包括：（1）倍捻機停機斷線持續(xù)時間\次數(shù)\運轉(zhuǎn)率圖表和表格；（2）倍捻機停機持續(xù)時間統(tǒng)計圖表和表格；（3）倍捻機運轉(zhuǎn)率圖表和表格；（4）倍捻機斷線持續(xù)時間圖表和表格；（5）倍捻機斷線次數(shù)圖表和表格；（6）倍捻機月運轉(zhuǎn)率圖表和表格。用戶對生成的每一類報表可直接在線打印，也可以將生成的報表導(dǎo)入到其它模版如Excel等。圖3和圖4所示為倍捻機統(tǒng)計分析界面。圖3為設(shè)備停機次數(shù)、停機時間、斷線次數(shù)、斷線時間和運轉(zhuǎn)率集中統(tǒng)計顯示圖。圖4為單臺設(shè)備停車次數(shù)單個狀態(tài)統(tǒng)計圖。由圖3和圖4可知，數(shù)據(jù)統(tǒng)計按時間分類統(tǒng)計，時間可設(shè)置為一個月、三個月或者任意指定時間；可設(shè)置設(shè)備數(shù)量，可統(tǒng)計單臺設(shè)備、任意多臺設(shè)備或者整個車間；可設(shè)置設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計條件，如停機時間長度、斷線時間長度等；也可根據(jù)企業(yè)班制進行統(tǒng)計分析。界面可以圖例的形式實時顯示統(tǒng)計分析報表，也可以生成報表輸出。

2結(jié)論

論文針對紡織企業(yè)倍捻機設(shè)備群監(jiān)測與管理，基于檢測、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，研究了設(shè)備群網(wǎng)絡(luò)化運行狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對整個企業(yè)倍捻機設(shè)備主要運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集、存儲與共享。系統(tǒng)基于組態(tài)軟件或.NET等數(shù)據(jù)分析功能，可對任意時間段中任意設(shè)備組合的生產(chǎn)狀態(tài)信息進行統(tǒng)計分析并進行顯示或生成報表。本系統(tǒng)在浙江某企業(yè)運行，實踐也證明了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。系統(tǒng)的應(yīng)用提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率與信息化管理水平。

作者:周鑫 蔡志端 馬陳燕 倪建中 單位:湖州師范學(xué)院