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随着生产智能化技术的发展,*草烟**工业企业生产过程中设备自动化程度大幅度提高,制丝生产线逐渐转变为设备密集型的流水线作业。设备的运转状态直接决定着制丝线的生产效率和卷烟产品的质量。设备在生产准备阶段,通过自检系统,目标设备模拟运行仿真过程,自检系统快速识别异常位置,通过对目标指标的快速诊断,在模拟结束后将诊断结果反馈给相关人员,通知响应处理流程。

预启动自检管理包括以下几个模块:

  • 数据采集
  • 阶段判定
  • 自检流程
  • 反馈响应

①数据采集: 主要通过与控制设备进行通讯,将设备传感数据实时读取到信息层,通过体系化采集架构,将数据进行模型化转换,为业务判别和自检提供数据支撑,其中数据采集所应用的工业通讯协议包括如下几种:

Profinet协议

PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供应商的技术,可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如PROFIBUS)技术,保护现有投资。

Modbus协议

Modbus协议是一个master/slave架构的协议。有一个节点是master节点,其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave节点。每一个slave设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中,只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令(在以太网上,任何一个设备都能发送一个Modbus命令,但是通常也只有一个主节点设备启动指令)。

一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设备都会收到命令,但只有指定位置的设备会执行及回应指令(地址0例外,指定地址0的指令是广播指令,所有收到指令的设备都会运行,不过不回应指令)。所有的Modbus命令包含了检查码,以确定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令一个RTU改变它的寄存器的某个值,控制或者读取一个I/O端口,以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据。

有许多modems和网关支持Modbus协议,因为Modbus协议很简单而且容易复制。它们当中一些为这个协议特别设计的。有使用有线、无线通信甚至短消息和GPRS的不同实现。不过设计者需要克服一些包括高延迟和时序的问题。

OPCUA协议

OPC是应用于工业通信的,在windows环境的下一种通讯技术,原有的通信技术难以满足日益复杂的环境,在可扩展性,安全性,跨平台性方面的不足日益明显,所以OPC基金会在几年前提出了面向未来的架构设计的OPC 统一架构,简称OPC UA,截止目前为止,越来越多公司将OPC UA作为开放的数据标准,在未来工业4.0行业上也将大放异彩。

在OPC UA的服务器端。会公开一些数据节点,或是方法等信息,允许第三方使用标准的OPC协议来进行访问,在传输层已经安全的处理所有的消息,对于客户端的访问来说,清晰明了。

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图:SCADA控制界面

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图:指标配置界面

②阶段判定: 根据阶段判定规则定义,通过对采集指标的判断,系统自动判定设备是否位于预启动阶段,包括设备类型、关键指标、生产信息以及参数状态等信息,判断满足业务阶段,同时实时监听业务阶段时,是否达成阶段过渡,在连续的设备运行过程中,自动完成状态转换过程。

③自检流程: 根据预启动阶段所定义的自检流程,在自检系统启动时,自动模拟仿真设备自检过程,并对相关指标进行周期性的诊断检查,当反馈结果为No时,则由相关人员进行排查处理。

④反馈响应: 完成自检流程后,将诊断结果反馈至相关人员,根据反馈结果后续处理流程,进行标准化响应处理,并将排查过程以及处理结果形成自检响应记录,关闭单次自检流程。形成PDCA的闭环模式。

开机前自检主要在生产启动阶段,通过静态自检方式,快速监测设备是否处于正常状态,主要包括本地开关状态、加料机状态、管路状态、蒸汽压力、压空压力、环境温湿度、变频器状态、通讯状态、工单参数验证等,并通过诊断界面将诊断结果反馈给相关人员。应具备但不局限于开机前设备层、生产前信息层、生产前人员管理层等各方面的自检功能。

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