氣缸套離心鑄造智能化中央控制系統(tǒng)研究

0 引言

國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃通知指出：“重點發(fā)展智能制造裝備產業(yè)。重點發(fā)展具有感知、決策、執(zhí)行等功能的智能專用裝備”，并且還特別指出：“在重大技術首臺(套)示范項目中，支持智能制造裝備首臺(臺)套研發(fā)創(chuàng)新及產業(yè)化”。為此我們在國內某工程進行了數(shù)字化車間建設，試制中國首套離心鑄造氣缸套智能化離心鑄造機，并建設年產1000萬只離心鑄造氣缸套數(shù)字化示范車間。為我國氣缸套行業(yè)樹立起一個先進鑄造技術的樣板，以期推動大批量、鑄鐵件生產行業(yè)制造水平的根本變革。就針對智能進料系統(tǒng)、智能化在線圖形質檢系統(tǒng)、智能化物流系統(tǒng)、智能化中央控制系統(tǒng)等多個方面進行了深入研究，本文僅針對智能化中央控制系統(tǒng)進行介紹，智能化中央顯示系統(tǒng)由中控室、硬件顯示系統(tǒng)和生產控制中心執(zhí)行系統(tǒng)等軟件系統(tǒng)組成。以期對其他智能化工廠提供新解決方案

。

引企入校是學校將企業(yè)引入校園，企業(yè)將生產車間建立到學校，企業(yè)和學校共同創(chuàng)建以生產實際產品為主的一體化實訓基地，此實訓基地具有濃厚的企業(yè)文化，在生產的基礎上能夠進行教學實訓等。這種共享性實習基地的建立，需要雙方投入、風險共享、效益共享，是一種比較合理的長效合作機制，加深了學校與行業(yè)企業(yè)的合作，推動了學徒制人才培養(yǎng)模式。但限于學校用地及實訓室的規(guī)模等狀況，很難有大型企業(yè)注入學校，解決不了所有專業(yè)學生的實習和就業(yè)等情況。

1 生產控制中心執(zhí)行系統(tǒng)

生產控制中心執(zhí)行該系統(tǒng)包括中央控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集設備和各顯示終端，由中央視頻監(jiān)視主屏、中央視頻監(jiān)視輔屏、工業(yè)分屏器、視頻系統(tǒng)集成支架及配件、觸摸監(jiān)控屏、系統(tǒng)服務器、后備電源、網絡機柜及設施組成。生產控制中心執(zhí)行系統(tǒng)主要由生產狀態(tài)監(jiān)控、生產控制參數(shù)管理、生產控制過程參數(shù)管理、專家數(shù)據(jù)查詢、操作日志跟蹤、系統(tǒng)管理及數(shù)據(jù)庫管理等模塊組成。軟件功能模塊如圖1 所示。

檢查宴收、提錢釋放、酒精考驗、白收起家、勤撈致富、擇油錄取、得財兼幣、大力支吃、攻官小姐、繁榮娼盛、領導特色、人民政腐。

生產狀態(tài)監(jiān)控模塊，包括動畫展示和實時數(shù)據(jù)展示模塊；生產控制參數(shù)管理模塊包括生產控制參數(shù)管理和生產控制參數(shù)查詢兩個模塊；生產過程參數(shù)管理包含生產過程參數(shù)管理和生產過程參數(shù)查詢兩個模塊

。專家數(shù)據(jù)查詢包含生產控制參數(shù)專家數(shù)據(jù)查詢和生產過程參數(shù)專家數(shù)據(jù)查詢兩個模塊。系統(tǒng)管理、操作日志跟蹤、數(shù)據(jù)庫管理和幫助模塊為常用模塊，包含常用的此模塊功能。

1.1 生產狀態(tài)智能化實時監(jiān)控

離心鑄造參數(shù)庫，分別是鑄件信息、爐料配比、涂料比重、生產目標參數(shù)，參數(shù)內容如表2所示。

根據(jù)離心機的運行情況，在圖示上分別用八個離心機俯視圖與其對應，其狀態(tài)與離心機同步，并能獲取離心機的主要實時數(shù)據(jù)?？梢詫崟r數(shù)據(jù)模塊能夠從離心機實時讀取目前的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對十余種實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，標識出其澆注、擊水等狀態(tài)。如圖2、3所示。

1.2 生產控制參數(shù)全覆蓋管理

生產過程數(shù)據(jù)庫管理擊水和噴涂參數(shù)、清掃和孕育參數(shù)、模具參數(shù)，以及爐溫、模溫等其他參數(shù)，針對離心機生產過程中產生的數(shù)據(jù)，可自動添加至生產過程數(shù)據(jù)表，實現(xiàn)離心機數(shù)據(jù)從獲取到轉存、管理的智能化。

中央控制系統(tǒng)監(jiān)控車間的現(xiàn)場生產運作情況，提供實時狀態(tài)數(shù)據(jù)的查看，并可在大屏顯示三維虛擬環(huán)境下現(xiàn)場的生產活動。通過PCC 的可視化界面向廣播、電子看板、手持終端和車間，服務器等設備發(fā)送控制指令，實現(xiàn)對人員、設備和物料等制造資源的監(jiān)控與調度，形成基于車間現(xiàn)場實時狀態(tài)信息和可視化監(jiān)控、智能化協(xié)同交互決策的新型業(yè)務管理模式。通過底層數(shù)據(jù)采集，將各類生產數(shù)據(jù)采集后形成PCC數(shù)據(jù)庫；PCC 與MES、SCM、SAP、PDM 等業(yè)務應用系統(tǒng)集成，驅動質量管控、物料管控、生產管控、計劃管控等核心業(yè)務系統(tǒng)的運行；通過對核心業(yè)務系統(tǒng)進行共性提煉、業(yè)務協(xié)同、統(tǒng)計分析等處理后，形成大屏和工作屏的內容展示；在PCC 中心，通過業(yè)務協(xié)同，形成對生產現(xiàn)場的分析結論、操作指南、工作指令，并反饋給底層，從而實現(xiàn)多生產現(xiàn)場的綜合管控。

1.3 生產控制過程參數(shù)全覆蓋智能化管理

在工作室中開展教學活動，學生同教師之間的直接的互動也更加頻繁，教師似乎更能發(fā)揮其言傳身教的作用，再加上工作室相對固定，更能使交流保持近距離、長時間、高頻度，有利于形成教師和學生之間亦師亦友的師生關系，從專業(yè)培養(yǎng)的角度講，這種師生關系能夠營造出寬容而親切的教學環(huán)境，增加師生之間的相互信任[8]。正是這種信任，大大加大了學習者的學習意愿和學習效果。

生產控制過程參數(shù)管理是智能化的，不需要人工操作，其數(shù)據(jù)都是實時從離心機直接自動添加。可以實時保存離心機的各種狀態(tài)，并對此離心機狀態(tài)進行編號，對后續(xù)的查詢等都有較好的效果。當軟件從離心機設備讀取數(shù)據(jù)的過程中，系統(tǒng)會自動判斷其是否需要保存，并對其一系列數(shù)據(jù)進行處理。

生產控制指標是進行生產控制管理的基本條件，通過數(shù)據(jù)庫上層應用軟件輸入。其主要包含生產控制指標，基本信息及生產目標參數(shù)三個大項的數(shù)據(jù)管理，包含增、刪、改、查功能并提供模糊查詢、精確查詢、多條件查詢等多種檢索方式

。生產控制參數(shù)是生產過程中的必要參數(shù)，非實時性的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)可以了解鑄件的基本情況，如圖4所示。

1.4 離心機操作日志追蹤

操作日志跟蹤模塊通過記錄頁面名稱、具體操作、操作時間、操作人員、用戶角色、IP、Mac等信息，可以跟蹤登錄軟件以來的各種動作、跟蹤操作日志。通過本系統(tǒng)對離心機的過往數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，對軟件的整個運行狀況進行整體監(jiān)視，有助于生產現(xiàn)場技術人員及時杜絕錯誤的進一步發(fā)生，發(fā)現(xiàn)問題的根源，從而及時進行整改。

2 智能化中控室硬件顯示系統(tǒng)

氣缸套智能化車間顯示系統(tǒng)通過6塊顯示屏拼接而成。 拼接墻具有整屏顯示、單屏顯示、任意組合顯示、圖像漫游、自動色彩較正和智能自動調整等功能，主要智能化生產控制畫面如圖6所示。

長久以來，廣大的教育工作者一直在探索研究課堂教學模式，經過一代代教育者不懈的努力，取得了長足的進步，傳統(tǒng)的教學模式逐漸發(fā)展為智慧課堂模式。

3 結論

通過氣缸套離心鑄造智能化中央控制系統(tǒng)，整條氣缸套生產線是智能化、自動化、信息數(shù)字化、網絡化的集成，以智能化為核心，以自動化為輔助，以信息數(shù)字化為鏈接，以網絡化為平臺，對生產現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，對鑄造過程進行執(zhí)行管控，實現(xiàn)設備的互聯(lián)與集中監(jiān)控，達到鑄造過程的智能高效高質、降耗節(jié)能、經濟環(huán)保。

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