在当今我国的燃气表行业,生产过度依赖人力,在生产任务重的情况下,人力效率的下降会很大程度的影响生产进度及产品质量,所以燃气表生产线智能化是一个趋势,也是生产制造行业的一个大趋势。我公司的这条燃气表智能生产线在检测和包装部分都采用了机器人作业,很大程度上的解放了人力,生产效率也得到了很大的提升。
为了保证智能生产线可靠、平稳、高效地运行,全线自动控制系统采用以服务器为核心的监控和数据采集系统(SCADA——Supervisory Control And Data Acquisition,以下简称SCADA系统),以便完成产品数据、设备数据的采集和监控任务,同时将产品数据、设备数据通过以太网传送至上层MES系统,并接受MES系统下发的生产任务。
SCADA系统主要有以下部分组成:监控计算机、远程终端单元(RTU)、可编程逻辑控制器(PLC)、通信基础设施、人机界面(HMI)。
硬件系统分别完成条码信息的录入、数据传输、能源供给、数据处理、人机交互和显示功能。硬件组成包括:固定/手持式扫码枪、交换机、不间断电源(UPS)、服务器、工业电脑、显示大屏。
SCADA系统软件开发平台采用德国西门子公司的SIMATIC WinCC(Windows Control Center)—视窗控制中心,它是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统,具有良好的开放性和灵活性。
我公司SCADA系统功能块组成,SCADA系统主要用于工序管控和数据采集与监视,并将加工过程中的设备数据和产品数据推送给MES系统。
监控计算机是SCADA系统的核心,收集过程数据并向现场连接的设备发送控制命令。它是指负责与现场连接控制器通信的计算机和软件,这些现场连接控制器是RTU和PLC,包括运行在操作员工作站上的HMI软件。在较小的SCADA系统中,监控计算机可能由一台PC组成,在这种情况下,HMI是这台计算机的一部分。一般服务器保持24小时不断电连续运行,需要检修维护或者长时间停线,放假时需要断电需遵循以上上下电流程。
人机界面(HMI)是监控系统的操作员窗口。它以模拟图的形式向操作人员提供工厂信息,模拟图是控制工厂的示意图,以及报警和事件记录页面。HMI连接到SCADA监控计算机,提供实时数据以驱动模拟图、警报显示和趋势图。在许多安装中,HMI是操作员的图形用户界面,收集来自外部设备的所有数据,创建报告,执行报警,发送通知等。
模拟图用来表示过程元素的线图和示意符号组成,或者可以由工艺设备的数字照片覆盖动画符号组成。
工厂的监督操作是通过HMI进行的,操作员使用鼠标指针,键盘和触摸屏发出命令。SCADA系统的HMI通常包含一个绘图程序,操作员或系统维护人员用来改变这些点在接口中的表示方式。这些表示可以像在屏幕上的交通灯一样简单,其代表现场中实际交通灯的状态,或者像代表摩天大楼中所有电梯的位置的多投影仪显示器一样复杂。
“历史记录”是HMI中的一项软件服务,它在数据库中存储带时间戳的数据,事件和报警,可以查询或用于填充HMI中的图形趋势。
产线目前运行软件步骤如下:单击进行软件开启→载入“项目程序6.20”程序→“打开项目视图”→扩展项目树中“PC-System_1”→扩展“HMI_RT_1”→扩展“画面”→双击“main”→单击仿真。进入仿真界面后可选择大屏、数据导出和追踪查询功能进行操作。
首页集中显示产线各工位的运行状态、运行模式、加工节拍、合格率、日产量、工位报警信息。
产线上的报警视图显示的报警信息分为报警日期、报警时间、报警信息三部分;红色表示正在报警。其中报警信息是由工位编号、执行元件编号、执行元件名称、异常信息组成。如:缓存上料磁开关检测,表示缓存工位上料处磁开关检测出现异常。
产线每日生产表的数据统计一方面可以通过大屏显示直观看到,同时也可以通过软件的数据导出功能,根据勾选不同日期导出当时的生产数据。
在起始时间与截止时间里选择需要导出数据的时间段,选好后点击查询,便可看到这段时间生产的表的表盘条码、表类型、加工结果及相关的产品信息。目前一键导出功能需在目录下:C盘UsersPublicDocuments,新建一个3.xlsx的Excel文件,然后单击软件中一键导出键,数据则导出到该excel文件中,导出完成确认数据无误后用户可根据生产需求对文件重命名归类。
产品追溯针对生产过程中提出的不良品原因查找。人工将不合格表壳号输入到基表条码栏,在条码输入完成后敲击回车键并确认条码是否无误,然后单击查询条码相关信息。
针对于产线上出现的不合格表,采取的是直接将不合格表退回基表原厂进行返修,但需要留下基表里面的表盘条码进行重复利用,此时在确认基表条码后单击“清除表盘数据”,则该基表条码的表盘信息将删除而其他检测数据依然存在。
由于SCADA系统的实现基础是以计算机和网络技术的生产过程控制与调度自动化系统,所以软件、硬件或系统安全上存在不足和漏洞,常见的异常情况我们也进行了总结和应对办法。
人工位异常情况排查顺序:
1.确认192.168.200.33(虚拟机中win7的IP)的Tomcat是否正常运行;
2.点开虚拟机中浏览器,载入“My JSP”的网址,确认网页内容是否正常;
3.在任何一台电脑上进行如下操作确认人工电脑的网络是否正常:
(1)“windows键+r”进入“运行”窗口;
(2)输入命令“cmd”;
(3)输入ping网络IP命令:ping 192.168.200.xx(人工位IP依次是21,23,25,27,29,31);
4.如果上述情况都正常,外接鼠标对工控机网页进行刷新,看是否恢复正常;
5.若网页刷新依然不正常,对浏览器进行以下操作:右上角有个竖三个点的按钮→历史记录→清除浏览数据→时间范围设置“时间不限”进行清除数据→关闭浏览器重新打开载入人工位网页,观察是否恢复正常。
出现人工位异常情况原因:
1.服务器软件没有正常运行(指的就是服务器中虚拟机192.168.200.33那个Tomcat);
2.非正常关机(如直接断电,停电等);
3.软件出现卡顿(前提:按着排查顺序已经操作过却仍无法解决,实在无法解决请远程协助;
4.确认人工位硬件连接是否正常(如插头是否有松动等)。
上电顺序:
两个配电柜上电→服务器柜上电(指的是UPS)→服务器开机→输入密码:fdrobot.2017→紧接着进行软件打开顺序→打开TIA V14软件(项目名字:华腾项目程序柏)→PC_System→HMI_RT_1→画面→main→上方有个“开始仿真”按钮请激活→大屏画面激活→进行电视投影(插接头线)→确认投影到电视。
两个配电柜上电→服务器柜上电(指的是UPS)→服务器开机→输入密码:fdrobot.2017→紧接着进行软件打开顺序→打开服务器电脑中“hyper-v管理器”→开启两个虚拟机(其中win7正常开启后是会有个Tomcat的程序框在自主正常运行,win7-2开启后请用管理员运行打开软件nat123)→人工位工控机电源柜→确认投影到电视→确认人工位网页是否正常运行。
工控机远程关机:
用笔记本中软件关机(server文件夹→server.main)关键:IP必须是192.168.200.38!若出现单个电脑没关上,请确认网络是否正常(用cmd→ping命令),其中主要硬件连接是否正常。
电视大屏显示:
进入wincc画面激活“大屏”,插上电视投放插头即可,如何激活“大屏”画面详见上电顺序。
数据导出:
激活wincc画面的数据导出:使用条件:在使用数据导出功能前请进行以下操作—“这台电脑→c盘→用户→公用→公用文档→新建3.xlsx文件→点击画面“一键导出”按钮,等待“ok”弹框(若一直没出现“ok”说明导出失败,请远程)→打开3.xlsx文件确认表格中内容是否正确,补全表头→重命名”。
表的循环流:
只用在8号工位进行扫码即可(扫合格条码)。扫码会出现工位名称那一行是绿色的,直接扫合格即可,如果工位名称那一行是粉色的,原因有二:一是这表没在1号工位扫码注册,这时就在1号工位扫码注册即可;二是第一次加工不合格,这时8号工位扫合格条码就可继续往下放行。
SCADA系统的运用对我们燃气表生产线智能化意义非凡,同时,我们也会去不断的摸索,不断的前进。
摘要：我公司的燃气表智能生产线实现了检测包装零人工,并对产品追溯以及生产进程实现了很好的把控。其中SCADA系统作为整个生产线的数据采集和监控起到最大的作用。以下是SCADA系统的主要组成部分以及操作说明。
关键词：燃气表,生产线,SCADA系统,数据,追溯
参考文献
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