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SIMATIC IT HISTORIAN在烟用二醋酸纤维素生产中应用

作者:傅庆宜 杨永富 杭州傲能自动化科技有限公司2006.11.15阅读 2304

  南通醋酸纤维有限公司(以下简称NCFC)是集热电、化工、轻纺为一体的大型工业企业,生产区域按其功能分为3块,即:丝束区域、醋片区域和公用工程区域,主要产品为烟用二醋酸纤维丝束及其原料二醋酸纤维素片。
  2004年,NCFC开始四期扩建工程,扩建后的规模将是原来的一倍,丝束区域的扩建是四期工程的重要部分。丝束管控系统从提高车间生产的整体管理方面强化了PCS7控制系统的功能,它跟踪并参与了整条流水线上各个环节的生产控制,使原料的化工反应到半成品的质量控制再到成品的打包入库等整个产品形成过程实现了全集成自动化,它同时将相关数据信息提交到ERP系统。
  2.系统架构
  丝束生产过程是一个连续生产过程,其底层控制系统为SIEMENS PCS7。PCS7的HMI系统采用服务器客户端方式,即由两对互为冗余的WINCC SERVER和多个WINCC CLIENT组成,总的I/O数约1万多点。丝束管控系统一方面通过OPC接口与PCS7系统通讯,获取实时过程数据并进行归档;另一方面控制着业务流程的正确执行,保证了生产效率和质量。从功能上分,丝束管控系统包含工单管理、条码标签管理、物理化学检验、打包输

送调度、成品检测入库、过程数据报表、质量数据统计分析、综合数据查询等子系统。系统总体结构图如下所示:

SIMATIC IT HISTORIAN在烟用二醋酸纤维素生产中应用如图

系统总体结构图
SIMATIC IT HISTORIAN在烟用二醋酸纤维素生产中应用如图

  3.功能简介
  3.1过程数据采集和归档
  生产过程数据的采集是MES系统和厂级生产管理信息化系统(ERP/MIS)的信息来源和基础www.cechina.cn,在本项目中,实现了对丝束生产过程中的制浆、纺丝、卷曲、烘干、摆丝、打包、输送等完整地生产流程进行生产过程和工艺数据的采集(约3000点),对于无法从控制系统中直接获得的设备维修、质量抽检采样等信息,则通过人工录入方式控制工程网版权所有,保证MES系统可以获得完整的生产管理信息。在数据实时交互、数据存储和后处理方面,丝束管控系统都有较高的要求:
  ·实时性
  系统需要实时的与过程控制系统进行交互,例如:
  1.通过过程信号触发生成产品的流水包号(PackageID)。
  2. 某些实验室数据需直接写入过程控制系统作为控制的参考值。
  3.需要根据生产情况对输送系统进行调度。
  ·海量数据存储和查询
  1.大量的过程数据需要压缩归档。
  2.用户可以在最短的时间那获得任意时间段的历史数据。
  ·需要对数据作进一步的分析处理
  1.对质量数据进行进一步的分析处理,如质量稳定性分析、SPC分析等。
  2.对设备的运行、备用和检修时间进行统计,分析设备绩效。
  3.根据产品序号和工艺单对问题产品进行追溯。
  SIMATIC IT HISTORIAN是我们一开始就在寻找的解决方案,在四期项目中我们用它取代了以往自行开发以上功能的方式CONTROL ENGINEERING China版权所有,得到了非常好的效果。
  3.2生产管理
  
·工单管理
  工单定义了某种产品的规格和相关的工艺参数。工单由工艺工程师制定并由管理人员批准。工单是针对某条生产线执行的,工单执行后相应工艺参数被下发到过程控制系统,产品的规格和批号也由工单中定义的数据取代。有时,重大的工艺调整需要停车执行,这时可以设置一个工单预执行时间,系统会根据这个时间自动的微调各个生产单位的生产周期CONTROL ENGINEERING China版权所有,使得在预执行时间附近,大部分生产单元都能完成当前周期,从而可大大减少了停车时间。

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  工单是联系过程控制系统和管控系统的重要环节,通过每一个产品的产品序号都能查询到所对应的工单从而获得当时重要设备控制参数的数据,为质量追溯提供了依据。
从工单管理系统可以实时查询各条生产线正在执行和将要执行的工单情况。
  ·条码生成
  丝束管控系统中的产品序号是以条码的方式在业务流程中流转的。条码信息中包含了产品规格、批号(在工单中定义)、生产流水号、班号和生产日期。在一个产品开始生产时系统自动生成条码并打印多份,一部分随产品取样送制实验室以便实验室系统读取样品的生产序号,一部分将随产品送至后面的打包、水份检测和入库环节。
  生产序号具有唯一性,它贯穿了从半成品到成品入库的生产流程,是质量监控和跟踪的关键索引。

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  ·质量检验
  操作工可以事先定义好各种类型产品的检验项目和取样时间。当取样时间到达时系统会自动产生消息提示。实验室人员对样品进行检验后录入或系统自动从实验室设备采集试验数据,并根据条码扫描仪读取的产品序号生成检验记录。实验室最新生成的检验数据能立即在各个客户端上显示,同时系统能够自动判异www.cechina.cn,不合格的记录将会产生报警,这样处于生产一线的人员可以实时获得质量信息,以便对生产做出及时调整。

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  ·打包输送
  打包系统首先具有输送调度的功能,它需要根据各条生产线上的产品生产进度自动生成或手动建立行车调度任务信息并写入PCS7输送系统。输送系统将最先生产好或优先级最高的丝束送至指定打包机打

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