制造工廠的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何濤（廣西康明斯工業(yè)動(dòng)力有限公司，廣西柳州，545112）

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制造工廠的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

何濤
（廣西康明斯工業(yè)動(dòng)力有限公司，廣西柳州，545112）

降低設(shè)備停機(jī)故障發(fā)生率，重點(diǎn)監(jiān)控經(jīng)常出問(wèn)題的設(shè)備，這些都需要從生產(chǎn)過(guò)程中提取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于加強(qiáng)生產(chǎn)管理有效性、提高生產(chǎn)效率發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。本文主要通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的研究，分析并解決了生產(chǎn)線上長(zhǎng)期令人困擾的問(wèn)題；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)流程相結(jié)合，搭建一套符合發(fā)動(dòng)機(jī)工廠生產(chǎn)要求的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，為企業(yè)高效率生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；生產(chǎn)效率；瓶頸；生產(chǎn)線

引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和科學(xué)化管理體系的不斷進(jìn)步，企業(yè)規(guī)模愈來(lái)愈龐大，組織內(nèi)專(zhuān)業(yè)分工愈來(lái)愈精細(xì)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游產(chǎn)生了分工及合作問(wèn)題。為了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效的管理，首先就需要準(zhǔn)確的獲取生產(chǎn)線上的相關(guān)生產(chǎn)信息，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控；接著要研究生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性，最終提高管理效率。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的系統(tǒng)監(jiān)控，有以下優(yōu)點(diǎn)：①生產(chǎn)線狀態(tài)可視化，讓生產(chǎn)線狀態(tài)一目了然；②收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)：產(chǎn)量、停機(jī)時(shí)間、生產(chǎn)周期等；③便于及時(shí)響應(yīng)故障及進(jìn)行問(wèn)題分析；④能夠快速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題從而采取整改措施。隨著計(jì)算機(jī)、軟件工程、自動(dòng)控制、視頻、傳感等技術(shù)的發(fā)展，將控制系統(tǒng)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接起來(lái)，形成控制網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，供管理者進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化將對(duì)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生有著積極的作用。所以，在生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)監(jiān)控、收集及數(shù)據(jù)挖掘，對(duì)于工廠的生產(chǎn)管理來(lái)說(shuō)顯得十分必要。

1　監(jiān)控系統(tǒng)概況

為了提高生產(chǎn)效率，工廠管理者要在第一時(shí)間確定故障的原因和根源并及時(shí)處理，以減少生產(chǎn)線停工時(shí)間。生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于加強(qiáng)生產(chǎn)安全運(yùn)行的管理發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前很多發(fā)動(dòng)機(jī)工廠內(nèi)，應(yīng)用的都是自動(dòng)化程度很高的設(shè)備，基本上每個(gè)設(shè)備都會(huì)有PLC進(jìn)行控制并實(shí)施操作設(shè)備；PLC以工業(yè)以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)進(jìn)行連接。這些PLC體積雖小，但是功能強(qiáng)大，采用模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展靈活方便［1-3］。

1.1監(jiān)控業(yè)務(wù)需求分析

（1）監(jiān)控的最早形式--安燈

現(xiàn)在的安燈包括質(zhì)量安燈、物料安燈、信息管理三大功能。系統(tǒng)能夠收集生產(chǎn)線上有關(guān)設(shè)備、生產(chǎn)和質(zhì)量管理等信息，分析處理后，控制分布于車(chē)間各處的燈光和聲音報(bào)警系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的透明化。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障引發(fā)停線，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員即時(shí)發(fā)送故障警報(bào)信號(hào)；維修人員看到信號(hào)后，即時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)處理。系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備發(fā)生的故障時(shí)間、維修響應(yīng)時(shí)間、設(shè)備修復(fù)時(shí)間進(jìn)行記錄，為生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，以及設(shè)備維護(hù)人員的考核提供參考。由于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化，便于管理人員及時(shí)掌握生產(chǎn)線狀態(tài)，有助于減少停線時(shí)間。因此很多汽車(chē)制造業(yè)都已經(jīng)開(kāi)始使用安燈系統(tǒng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)工廠中更是得到了廣泛使用。

（2）信息監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求

安燈作為制造工廠內(nèi)的重要手段，這就對(duì)生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)監(jiān)控提出了要求。很多安燈的要求，都可以在計(jì)算機(jī)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)。圖1是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工廠生產(chǎn)監(jiān)控的目標(biāo)模型，生產(chǎn)監(jiān)控的需求都能夠在圖1中明確。

圖1　發(fā)動(dòng)機(jī)工廠生產(chǎn)監(jiān)控的目標(biāo)模型

1.2監(jiān)控系統(tǒng)功能

考慮到信息的及時(shí)顯示，系統(tǒng)需要不停的與生產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互并監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。生產(chǎn)線旁的工業(yè)電腦則用來(lái)顯示設(shè)備的狀態(tài)及故障信息。當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)，工業(yè)電腦上就會(huì)顯示出相應(yīng)的信息進(jìn)行提示，并同時(shí)保存數(shù)據(jù)、處理，生成相應(yīng)的報(bào)表為管理人員提供決策依據(jù)，降低設(shè)備的故障率，提供生產(chǎn)效率。生產(chǎn)線旁還會(huì)配備巨大的液晶顯示屏，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，把需要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，方便管理人員查看。

為了及時(shí)反映生產(chǎn)線的情況，做到“不接受、制造或傳遞缺陷”，系統(tǒng)通過(guò)與檢測(cè)設(shè)備的接口，采集實(shí)時(shí)質(zhì)量數(shù)據(jù)。通過(guò)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與工藝標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)偏差立即會(huì)發(fā)出聲光信息進(jìn)行報(bào)警。工位上的呼叫信息也會(huì)被系統(tǒng)監(jiān)控到，并顯示到液晶屏幕上。

收集數(shù)據(jù)供管理人員進(jìn)行分析，提高生產(chǎn)效率，系統(tǒng)還將提供一個(gè)界面友好的報(bào)表工具用于查詢、顯示、輸出、打印報(bào)表。于是，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該能解決以下問(wèn)題，即應(yīng)能滿足以下功能：①堵塞/待料報(bào)警；②正常運(yùn)行顯示；③工位名稱(chēng)顯示；④目標(biāo)產(chǎn)量/實(shí)際產(chǎn)量顯示；⑤信息欄顯示；⑥故障顯示；⑦合格率顯示；⑧遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)線狀態(tài)功能。

2　監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文涉及的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是建立在GE Fanuc公司的工業(yè)自動(dòng)化軟件模塊基礎(chǔ)上，采用C/S架構(gòu)。服務(wù)器端是位于IT機(jī)房的服務(wù)器，客戶端則由布置在現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)電腦組成。采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，兼容網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的軟件語(yǔ)言，提高了系統(tǒng)的靈活性、可用性。

（1）數(shù)據(jù)的采集設(shè)計(jì)：工位按鈕的啟停，拉繩動(dòng)作，PLC各種狀態(tài)等相關(guān)信息，系統(tǒng)都會(huì)進(jìn)行收集；

（2）控制設(shè)計(jì)：由服務(wù)器軟硬件組成，在服務(wù)器上安裝軟件，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各生產(chǎn)信息，并且能夠與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備進(jìn)行信息交互；

（3）信息輸出設(shè)計(jì)：大尺寸的液晶顯示屏（可以由多塊顯示屏組合成，便于現(xiàn)場(chǎng)查看），報(bào)警顯示設(shè)備（報(bào)警燈柱、旋轉(zhuǎn)報(bào)警燈部件、多顏色報(bào)警燈），聲音設(shè)備（擴(kuò)音喇叭、音樂(lè)PLC、音響）；

（4）現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：設(shè)備之間的通訊方式需要支持多種通信協(xié)議，這里設(shè)計(jì)可以使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)總線協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、無(wú)線調(diào)制信號(hào)等通信協(xié)議。

服務(wù)器上進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)工控電腦可以通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器監(jiān)控程序主畫(huà)面。監(jiān)控程序的數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存放現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接，使監(jiān)控系統(tǒng)可以訪問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備，采集設(shè)備的刀具信息、加工數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)等信息。每條生產(chǎn)線旁會(huì)配備一個(gè)液晶顯示屏，生產(chǎn)信息及故障信息都會(huì)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)狡聊簧线M(jìn)行顯示。監(jiān)控系統(tǒng)可以獨(dú)立控制每一塊液晶屏幕，這些在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器可以針對(duì)單獨(dú)的屏幕進(jìn)行屏幕信息配置、生產(chǎn)信息配置、音樂(lè)配置。這些信息將以動(dòng)態(tài)的方式依次顯示在屏幕上。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器可以通過(guò)音樂(lè)控制器進(jìn)行聲音的播放。

系統(tǒng)基于微軟操作系統(tǒng)平臺(tái)，使用GE Fanuc公司的自動(dòng)化軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)配置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)跟蹤等工作。采集后的數(shù)據(jù)將會(huì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)會(huì)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理挖掘，最終形式報(bào)表查詢供用戶查詢。數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

2.2監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能模塊劃分

通過(guò)前期的工廠業(yè)務(wù)需求調(diào)研，把業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，最終把整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)功能模塊：

（1）生產(chǎn)數(shù)據(jù)的過(guò)程監(jiān)控

記錄生產(chǎn)過(guò)程中的所有信息數(shù)據(jù)，以達(dá)到快速響應(yīng)的生產(chǎn)要求。所有的故障信息都會(huì)通過(guò)手動(dòng)自動(dòng)的方式，以聲音或圖像的方式第一時(shí)間內(nèi)提醒管理人員進(jìn)行處理。所有故障的具體內(nèi)容也會(huì)隨之記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中形成報(bào)表供日后查詢，完整的數(shù)據(jù)資料是管理人員做出正確決策的依據(jù)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)的過(guò)程監(jiān)控功能主要有：①工廠內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息采集功能；②數(shù)據(jù)信息的可視化功能；③產(chǎn)量、生產(chǎn)周期統(tǒng)計(jì)功能；④生產(chǎn)故障報(bào)警控制；⑤大數(shù)據(jù)的挖掘分析功能。

圖3中顯示了系統(tǒng)的主畫(huà)面。畫(huà)面中把生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視的形式呈現(xiàn)出來(lái)，并可以動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)線狀態(tài)等相關(guān)信息，管理人員查看起來(lái)非常直觀方便，之前神秘的生產(chǎn)信息以下變得透明起來(lái)。

（2）質(zhì)量信息的管理

在監(jiān)控系統(tǒng)里，質(zhì)量信息管理分為在線質(zhì)量控制和質(zhì)量報(bào)警兩部分。

在線質(zhì)量控制就是在生產(chǎn)的過(guò)程中，實(shí)時(shí)的對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制，需要能夠?qū)崟r(shí)掌握產(chǎn)品的質(zhì)量情況。這樣便于管理及決策。在質(zhì)量管理中根據(jù)預(yù)定義的質(zhì)量變量和工藝參數(shù)范圍來(lái)進(jìn)行報(bào)警是其主要功能。

圖3　監(jiān)控系統(tǒng)圖形化

質(zhì)量報(bào)警是可視、可聽(tīng)的生產(chǎn)線狀態(tài)通信系統(tǒng)，顯示車(chē)間底層的實(shí)時(shí)狀態(tài)。它提醒工人、領(lǐng)導(dǎo)、維修工和管理人員在特定部位發(fā)生了問(wèn)題，是請(qǐng)求幫助的工具。質(zhì)量報(bào)警的功能主要包括：①在工位崗位上，在操作人員可觸碰范圍之內(nèi)安裝報(bào)警裝置，員工可以在碰倒問(wèn)題的時(shí)候及時(shí)觸碰按鈕進(jìn)行求助；②在每個(gè)生產(chǎn)線操作工位上安裝有報(bào)警指示燈，一旦員工觸碰了報(bào)警裝置，通過(guò)聲光報(bào)警來(lái)引起注意，尋求幫助；③每條生產(chǎn)線的液晶顯示屏?xí)谔囟▍^(qū)域顯示報(bào)警信息；④當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，只有報(bào)警工位所在區(qū)域會(huì)產(chǎn)生報(bào)警聲光信號(hào)，提醒該區(qū)域的管理人員及時(shí)進(jìn)行響應(yīng)，而不影響其它區(qū)域的正常生產(chǎn)；⑤生產(chǎn)線開(kāi)始工作之前（轉(zhuǎn)換前、間斷后、午飯后），系統(tǒng)會(huì)鳴叫一分鐘，相關(guān)的信息、設(shè)置點(diǎn)將由質(zhì)量呼叫系統(tǒng)管理。

（3）報(bào)表查詢功能

系統(tǒng)中的報(bào)表采用B/S結(jié)構(gòu)，用戶可以根據(jù)需求定制相應(yīng)的報(bào)表格式。可以按照特定的條件進(jìn)行查詢所需要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。

3　監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成

3.1數(shù)據(jù)采集方式

本次監(jiān)控系統(tǒng)是基于所有生產(chǎn)設(shè)備都是使用PLC進(jìn)行生產(chǎn)信息的采集。然后通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)PLC設(shè)備，獲取PLC中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。將PLC連接到監(jiān)控系統(tǒng)的方式有兩種，即現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)。

3.2統(tǒng)一PLC接口標(biāo)準(zhǔn)

由于發(fā)動(dòng)機(jī)工廠的自動(dòng)化設(shè)備很多，各種設(shè)備制造廠家不同，設(shè)備類(lèi)型也不一樣。雖然使用OPC來(lái)作為設(shè)備PLC接口工具，但是如果各個(gè)PLC的信息地址都不一樣，那么就不利于今后監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的確認(rèn)。為此，根據(jù)業(yè)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，制定出來(lái)一個(gè)適用標(biāo)準(zhǔn)可編程邏輯控制器數(shù)據(jù)地址規(guī)范。研發(fā)制定了PLC內(nèi)存地址的格式，哪些地址存放什么數(shù)據(jù)都是規(guī)定好的。設(shè)備供應(yīng)商在制造設(shè)備的時(shí)候，必須按照此要求來(lái)配置PLC程序。統(tǒng)一了數(shù)據(jù)接口格式標(biāo)準(zhǔn)后，系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)的時(shí)候，也就非常方便了。

PLC數(shù)據(jù)地址規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同類(lèi)型的設(shè)備PLC都使用相同的格式來(lái)存放PLC數(shù)據(jù)信息，這樣在上層系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)，不管是監(jiān)控系統(tǒng)或者是其它MES系統(tǒng)，在和底層的PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，就能夠按照一定的規(guī)則進(jìn)行配置，方便了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及日后的運(yùn)維，在自動(dòng)化程度很高的生產(chǎn)制造工廠起到了舉足輕重的作用。

4　監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)配置

4.1數(shù)據(jù)采集工程的配置

（1）GE Fanuc數(shù)據(jù)采集軟件

鑒于實(shí)施生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠大多數(shù)都是使用通用電氣公司的PLC，所以系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件選擇了GE Fanuc公司（通用公司和發(fā)那科公司現(xiàn)已分開(kāi)獨(dú)立）的CIMPLICITY軟件來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)［4］，幫助用戶實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、增加企業(yè)效益。該軟件是面向?qū)ο蟮姆植际奖O(jiān)控軟件，提供過(guò)程可視化、數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)監(jiān)控等功能，是本次實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)。

（2）數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的配置

對(duì)于每一個(gè)P L C，都會(huì)對(duì)映的在CIMPLICITY軟件里面建立一個(gè)設(shè)備。然后配置該設(shè)備的IP地址及PLC地址。由于每個(gè)PLC的數(shù)據(jù)有很多，地址也各不相同，使用之前定義的可編程邏輯控制器數(shù)據(jù)地址規(guī)范接口標(biāo)準(zhǔn)，起到了統(tǒng)一的作用。在CIMPLICITY軟件里面，把定義好的接口標(biāo)準(zhǔn)填入到軟件的設(shè)備信息里。

配置“設(shè)備信息”。設(shè)備信息主要是建立PLC通信，每新建一個(gè)設(shè)備信息，就要配置與這個(gè)“設(shè)備信息”連接的PLC的IP地址、端口及PLC類(lèi)型。

建立“點(diǎn)信息”來(lái)獲取PLC數(shù)據(jù)地址。在“設(shè)備信息”ID里面，選擇相應(yīng)的設(shè)備信息來(lái)與PLC建立連接；在地址信息里面，配置PLC的數(shù)據(jù)地址來(lái)獲取PLC的實(shí)際數(shù)據(jù)。

當(dāng)上述都配置好了，我們就初步完成了一個(gè)PLC的一個(gè)地址的數(shù)據(jù)采集工作。

CIMPLICITY里面的缺少的PLC驅(qū)動(dòng)，但Kepware OPC作為一款數(shù)據(jù)采集軟件，能夠很好的支持。配置好IP和PLC數(shù)據(jù)地址后即可采集PLC數(shù)據(jù)。

4.2功能模塊設(shè)計(jì)

本監(jiān)控系統(tǒng)主要包括三部分：①顯示主界面功能模塊，用來(lái)顯示整個(gè)生產(chǎn)線狀態(tài)；②生產(chǎn)參數(shù)配置界面，用來(lái)設(shè)置各種參數(shù)；③報(bào)表查詢界面，用來(lái)供用戶查詢相關(guān)生產(chǎn)信息及定制的報(bào)表。整個(gè)監(jiān)控界面基于CIMPLICITY開(kāi)發(fā)和配置［5］。

（1）系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接

系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接采用微軟的開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)連接的方式，每一臺(tái)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上都會(huì)配置一個(gè)開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)連接連接，CIMPLICITY軟件通過(guò)開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)連接來(lái)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接。

（2）主界面顯示模塊

主界面顯示模塊是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，如下圖所示。主要為生產(chǎn)線的俯視圖，監(jiān)控系統(tǒng)的主界面直接固定顯示在工位旁的工業(yè)電腦上，不允許改動(dòng)。通過(guò)該畫(huà)面，生產(chǎn)管理人員隨時(shí)可以了解到生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)或點(diǎn)擊主菜單選項(xiàng)即可進(jìn)入?yún)?shù)配置、生產(chǎn)信息等界面，如圖4所示。

每個(gè)工位圖標(biāo)都是由CIMPLICITY的組件創(chuàng)建，并且在組件里都配置了對(duì)應(yīng)工位的PLC點(diǎn)。工位圖標(biāo)會(huì)根據(jù)當(dāng)前PLC的點(diǎn)的信號(hào)來(lái)改變顏色。這些信號(hào)都是設(shè)置為布爾邏輯值，當(dāng)該信號(hào)由0變1后，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)是哪個(gè)信號(hào)的變化來(lái)改變工位圖標(biāo)的顏色。

圖4　監(jiān)控系統(tǒng)主界面

（3）參數(shù)配置模塊

參數(shù)的配置功能主要分兩部分：一部分是配置暗燈音樂(lè)和文字顯示部分；一部分是配置節(jié)拍等產(chǎn)量信息部分。第一部分音樂(lè)文字配置主要是用來(lái)選擇不同的需求或故障用什么音樂(lè)進(jìn)行提示，第二部分主要是用來(lái)設(shè)置額定節(jié)拍及目標(biāo)產(chǎn)量信息，來(lái)監(jiān)控實(shí)際生產(chǎn)中與目標(biāo)的差異。

在音樂(lè)配置界面，我們會(huì)通過(guò)用戶的設(shè)置來(lái)獲取音樂(lè)序號(hào)，然后這些序號(hào)會(huì)和現(xiàn)場(chǎng)音樂(lè)PLC中的存放的音樂(lè)序號(hào)對(duì)映起來(lái)。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)從設(shè)備PLC中收到了某一個(gè)信號(hào)，則監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)把音樂(lè)的信息發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)的音樂(lè)PLC，音樂(lè)PLC接受到這個(gè)信號(hào)后就會(huì)播放対映音樂(lè)了。

（4）歷史報(bào)表查詢模塊

報(bào)表查詢功能主要涉及數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及提取，是生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成。大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理和挖掘，由零散的無(wú)效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有重要價(jià)值的報(bào)表信息供管理員查詢，是數(shù)字化工廠的核心所在。通過(guò)有價(jià)值的報(bào)表信息，可以為管理人員提供重要的參考信息，從而改進(jìn)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)效益。生產(chǎn)過(guò)程的大數(shù)據(jù)挖掘，可以給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的重要組成部分。

5　結(jié)束語(yǔ)

本文討論了生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，指出了其在智能生產(chǎn)監(jiān)控中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、質(zhì)量控制有著積極的推動(dòng)作用。針對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)工廠的實(shí)際業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)需求，結(jié)合系統(tǒng)工程理論及項(xiàng)目管理理論，結(jié)合PLC、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)等技術(shù)，確定了生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的框架模型，并清晰定義了分階段業(yè)務(wù)、模塊框架及功能等，基本滿足了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)響應(yīng)人員及管理人員的使用要求。

［1］于慶廣.可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］北京：清華大學(xué)出版社.2004.

［2］陳琳.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［3］丁煒、魏孔平.可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.

［4］廖常初.PLC應(yīng)用技術(shù)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.

［5］何小陽(yáng).計(jì)算機(jī)控制技術(shù)［M］.重慶大學(xué)出版社.2011.

Monitor System Design and Achieve on Manufacturing Companies

Tao He
（Guangxi Cummins Industrial Power Company， Guangxi， Liuzhou， 545112， China）

In order to reduce equipment down influence，people need to know which station is the bottleneck. Want to know which equipment has often problems， the key to take care of....All these must analyze the production process to extract data to do analysis， it is necessary doing real-time monitor for production. Real-time monitoring strengthen the effectiveness of the production management is playing the more and more major role. Not only improve the production management efficiency， and discover and solve the production line at ordinary times some impact is not big but long-term disturbing problem，through the use of the system， did it with practice， to improve the workshop production management level. This paper analyzed the system in Engine Factory application and use experience.

Real-time Monitoring； Production Efficiency； Bottleneck； Product Lines

E-mail: 191059470@qq.com

TP3

A

2095-8412 （2016） 03-409-06

何濤（1983-），男，廣西柳州人，碩士研究生，助理工程師，主要從事生產(chǎn)線IT系統(tǒng)的管理方面的工作。