CN103376782B - 一种定型机监控管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定型机监控管理系统，包括定型机监控子系统和定型机管理信息子系统；所述定型机监控子系统用于监控一台定型机，包括：工况监控模块，工艺监控模块；所述定型机管理信息子系统通过工业以太网实现与多个所述定型机监控子系统通信，包括：集中监控模块，生产管理模块。采用本发明，所述定型机监控管理系统可加强定型工艺环节的自动控制，提高能源利用率，将染厂的生产管理和工艺监控有效的结合起来，改善定型品质，降低返工率，利于分析和查找返工原因，提高生产效率。

Description

一种定型机监控管理系统

技术领域

本发明涉及印染工艺领域，尤其涉及一种定型机监控管理系统。

背景技术

目前国内为数众多的印染厂家还没有实现对定型机的完全的自动监视和控制。绝大部分定型机由电气控制柜完成控制，只是实现了对各工艺环节独立控制。当前定型生产中，生产管理和工艺自动化控制的结合主要是靠人工完成，所以工艺管理系统化差，经常要进行试产。有时对返工的原因，没法分析。分不清到底是操作工没有按工艺给定操作，还是工艺给定不合理。使用时由操作工利用操作盘面统一操控，操作工对工艺，对设备的掌握和经验决定了定型机使用效果。

许多定型机设备制造厂家的新产品在技术环节做出较大改善，如对烘箱的余热回收，热风管的管嘴构造做了改进等。但是很少厂家的新产品做到对定型机运行的综合工艺监视控制。

现有的自动化厂家在定型机方面其产品和项目有两个倾向：1）针对旧定型机的技术改造项目，仅以定型机正常开车运转为目的；2）针对定型机的局部环节进行自动化的产品，仅以某部分品质提高为目的。

由于缺乏对定型机的整体运行进行监视控制，定型机的工艺执行较为粗放。不但不能使产品品质精益求精，而且在烘焙过程中浪费了很多热能。

为了改进对定型机信息管理，国外的一些厂家实现了对定型机加工的一些环节的自动控制。如：整纬控制，出布纬密控制，定型机热定型时间控制和定型机烘箱湿度控制。

国内有一些厂家实现了部分定型机信息管理功能，大多是通过ERP系统实现。然而此种改进方法存在两点不足之处：1）没有和机台的监控系统关联起来，

2）生产工艺的工艺数据也不全面。

无论是国外的自动控制改进，还是国内的信息管理改进都没有很好的将生产管理和工艺监控管理自动结合起来。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种定型机监控管理系统。所述定型机监控管理系统可加强定型工艺环节的自动控制，提高能源利用率，便于生产管理和工艺监控系统管理，改善定型品质，降低返工率，利于分析和查找返工原因，提高生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种定型机监控管理系统，包括定型机监控子系统和定型机管理信息子系统；

所述定型机监控子系统用于监控一台定型机，包括：

工况监控模块，用于对各个定型工艺进行监控，生成并存储工艺数据；

工艺监控模块，用于获取用户在生产管理模块录入的流程单和工艺设定，并执行所述流程单，并采集所述工艺数据，实时监控工艺情况；

所述定型机管理信息子系统通过工业以太网实现与多个所述定型机监控子系统通信，包括：

集中监控模块，用于通过机台根据流程单号查找生产管理信息，生成并下载相应所述工艺数据，显示定型工况并且存储定型历史记录；

生产管理模块，用于根据所述生产管理信息、所述定型历史记录和从染厂ERP获得的流程作业信息进行监测和管理，并向所述染厂ERP反馈作业执行情况。

作为上述方案的改进，所述定型机监控子系统和所述定型机管理信息子系统还用于缓存所述工艺数据和所述定型历史记录。

作为上述方案的改进，所述定型机监控管理系统还包括数据库，用于存储所述工艺数据，所述定型历史记录，所述生产管理信息以及所述从染厂ERP获得的信息。

 作为上述方案的改进，所述工艺数据包括：定型温度，定型时间，织物密度，超喂值，上针毛刷，门幅宽，出布速度，卷布速度，布温，箱温，烘箱湿度；

所述生产管理信息包括：操作权限表，工艺库，车间员工名册，作业流程单表，用户信息表，机台台账表；

所述从染厂ERP获得的信息包括：定单，流程卡，员工，机台，班组信息。

作为上述方案的改进，所述工况监控模块包括：

热定型控制单元，用于测量织物表面温度，通过控制车速和烘箱温度，控制热定型时间，以及通过控制循环风机，控制烘箱温度；

湿度控制单元，用于测量烘箱湿度，控制排风量；

纬密控制单元，用于测量进出布端密度，调整超喂机构，控制出布纬密。

作为上述方案的改进，所述工况监控模块中所述热定型控制单元，所述湿度控制单元和所述纬密控制单元皆包含传感器，控制算法和控制器。

作为上述方案的改进，所述工艺监控模块包括控制单元，显示单元，门幅监测单元，循环风机监测单元，烘箱温度监测单元，排风机监测单元及主机速度监测单元；

所述控制单元分别与所述显示单元，所述门幅监测单元，所述循环风机监测单元，所述烘箱温度监测单元，所述排风机监测单元及所述主机速度监测单元相联接。

作为上述方案的改进，所述生产管理模块根据所述生产管理信息、从所述集中监控模块获取的所述定型历史记录和从染厂ERP获得的信息进行监测和管理包括：排产、质检记录、工艺管理、工艺分析、产量统计、用户管理和系统维护。

作为上述方案的改进，所述工艺分析包括定型布温分析，产量分析及纬密分析；

所述产量统计包括机台月产量，个人月产量，机台返工量及个人返工量。

作为上述方案的改进，所述定型机监控子系统进一步包括：

报警装置，用于在所述定型机监控子系统获取所述工艺数据满足预定报警情况下进行报警。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

首先，本发明实施例提供了一种定型机监控管理系统，设置有定型机监控子系统，再加上定型机原有电器控制，加强定型工艺环节的自动控制和监测。由于对每个烘箱进行自动控制，避免了传统烘箱设定相同而造成不必要能源损耗和产品质量下降的问题，可以有效的提高能源利用率，改善定型品质。并且加设工艺监控模块，采集各个工艺环节的工艺数据，可实时监控工艺情况，及时发现异常情况。通过对工艺数据的处理和分析，便于查找返工原因，从而优化工艺设备和工艺设定，提高产品质量和生产效率。

其次，本发明还设有定型机管理信息子系统，通过与染厂ERP接口，获得实时生产管理信息，并且根据已有生产管理信息进行核对，便于加工单与进度的管理和跟踪。通过以太网实现子系统间的通信，将定型机监控子系统的工艺数据收集管理，生成定型历史记录，采用数据库的方式，建立定型加工工艺库，有利于改进工艺设定。

最后，本发明提供了一种定型机监控管理系统，将染厂的生产管理和工艺监控有效的结合起来，避免工艺管理系统化差而导致工艺管理效率低的问题，并且解决由于客观条件变化范围大，使得工艺不稳定，重复性差的问题。真正具备集工艺监测，工艺监控，生产管理，数据分析，集中操控等功能于一体的定型机监控管理系统。

附图说明

图1是本发明实施例定型机监控管理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例定型机监控管理系统的又一结构示意图；

图3是本发明实施例定型机监控子系统的结构示意图；

图4是本发明实施例工艺监控模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

结合图1，图2，图3和图4，本发明一种定型机监控管理系统，包括定型机监控子系统1和定型机管理信息子系统2；

所述定型机监控子系统1用于监控一台定型机，包括：

工况监控模块11，用于对各个定型工艺进行监控，生成并存储工艺数据；

工艺监控模块12，用于获取用户在生产管理模块录入的流程单和工艺设定，执行所述流程单，并采集所述工艺数据，实时监控工艺情况；

所述定型机管理信息子系统2通过工业以太网实现与多个所述定型机监控子系统1通信，包括：

集中监控模块21，用于通过机台根据流程单号查找生产管理信息，生成并下载相应所述工艺数据，显示定型工况并且存储定型历史记录；

生产管理模块22，用于根据所述生产管理信息、所述定型历史记录和从染厂ERP获得的流程作业信息进行监测和管理，并向所述染厂ERP反馈作业执行情况。

需要说明的是，所述定型机管理信息子系统2通过工业以太网与多个定型机监控子系统1相连，操作人员可利用定型机管理信息子系统2，输入相应信息便可查找不同定型机监控子系统1的工艺情况，实现定型机管理信息子系统2与多个定型机监控子系统1之间的通信。其中，集中监控模块21通过机台输入流程单号，查找生产管理信息的作业流程单表，获取相应的工艺流水号，并在工艺库中把相应工艺流水号的工艺数据传送回机台，由机台进行定型工况的的监控生成并存储定型历史记录。

作为上述方案的改进，所述定型机监控子系统1和所述定型机管理信息子系统2还用于缓存所述工艺数据和所述定型历史记录。

作为上述方案的改进，所述定型机监控管理系统还包括数据库3，用于存储所述工艺数据，所述定型历史记录，所述生产管理信息以及所述从染厂ERP获得的信息。

需要说明的是，缓存在定型机管理信息子系统2的所述工艺数据和所述定型历史记录通过工业以太网传送至数据库3，并存储在数据库3。

 作为上述方案的改进，所述工艺数据包括：定型温度，定型时间，织物密度，超喂值，上针毛刷，门幅宽，出布速度，卷布速度，布温，箱温，烘箱湿度；

所述生产管理信息包括：操作权限表，工艺库，车间员工名册，作业流程单表，用户信息表，机台台账表；

所述从染厂ERP获得的信息包括：定单，流程卡，员工，机台，班组信息。

需要说明的是，从染厂ERP获得的信息可从生产管理信息查找出相应的信息。通过与染厂ERP接口，获得实时生产管理信息，并且根据已有生产管理信息进行核对，便于加工单与进度的管理和跟踪。

作为上述方案的改进，所述工况监控模块11包括：

热定型控制单元111，用于测量织物表面温度，通过控制车速和烘箱温度，控制热定型时间，以及通过控制循环风机，控制烘箱温度；

湿度控制单元112，用于测量烘箱湿度，控制排风量；

纬密控制单元，用于测量进出布端密度，调整超喂机构，控制出布纬密。

需要说明的是，本发明设有烘箱6-10个，最佳为8个。同时，循环风机变频器设有6-10个，最佳为8个，其中一个循环风机变频器控制两个循环风机。

作为上述方案的改进，所述工况监控模块11中所述热定型控制单元111，所述湿度控制单元112和所述纬密控制单元113皆包含传感器，控制算法和控制器。

定型就是通过机械力对织物横拉，纵缩，热定型的过程。这些过程都会影响织物密度。横拉就是门幅控制环节，纵缩就是超喂控制环节，热定型就是烘焙控制环节。

1.热定型控制

定型生产中烘烤环节是其关键部分。现有的定型工艺就是通过控制烘箱温度和热定型时间来完成热定型控制。定型机本身对烘箱温度和主机车速可分别操控。但是两者相互关联的控制却是靠操作工控制操作的。这就导致了产品效果不稳定，易受外界影响。

本发明将测温传感器分别设置于每个烘箱内，测量运动织物在烘箱内的温度，并根据主机速度，测绘烘箱中织物表面升温曲线，采用PID算法，通过控制器控制烘箱温度和主机速度，从而实现热定型过程的控制。

需要说明的是，定型机烘箱温度采用温度控制器控制。但是温度控制器的给定是相对固定的，并随实施工艺作实时调整。本发明在热定型过程控制的基础上，根据热定型时间和温度，采用模糊算法实时调整温度控制器的给定，提高能源利用效率。

本发明通过对循环风机变频器的控制而达到控制烘箱温度的目的。

烘箱温控方法的重点是对织物在定型机烘箱不同处的温度进行测量。在烘箱中，对织物表面温度的测定可采用以下两种方法：

1）采用红外线传感器测量烘箱温度。烘箱内蒸气弥漫，严重影响测量精度。采用红外传感器，必须有补偿措施。有一种方法，安装一对传感器，一个测布温，另一个测已知温度处（如用热电阻测风机出口），然后进行差分补偿。现已有耐高温红外线传感器CThot，可装在烘箱内近距离测温。

2）热电阻法。在循环风机的出口，和烘箱风的出口分别安装热电阻测热风进出口温度的办法估算织物表面温度。这两个测点分别代表烘箱内温度的最高和最低点，两者之差和织物受热量相关。差越大，织物受热愈大，温升越大。风的热能损失和织物的热能增加应近似。德国的布吕克纳，蒙福茨及巴布科克采用过此方案。此种方式，成本便宜，安装方便，本发明采用此种方法测量织物表面温度。

由于对每个烘箱进行自动控制，避免了传统烘箱设定相同而造成不必要能源损耗和产品质量下降的问题，可以有效的提高能源利用率，改善定型品质。

2.纬密控制

定型工艺对门幅控制和超喂控制环节有规定，系统主要是通过控制超喂来控制织物密度。

现有的定型机通常利用超喂控制板对超喂机构进行调整，从而实现开环控制。然而，开环控制受客观条件变化影响大，无法获得稳定、精准的效果，所得产品的质量稳定性差异大。本发明实施例的纬密控制单元113采用闭环控制解决开环控制受客观条件变化影响大的问题。

需要说明的是，本发明实施例纬密控制单元113在入布端和出布端设置有织物密度传感器，采用红外线光电传感元件。

对超喂环节用传统的PID 调节是不行的。PID 调节是对偏差进行比例放大，误差累积，偏差突变进行调节的方法。超喂环节要调节的织物密度和门幅及烘焙相关，后两者必须达到工艺标准，不能简单以干扰偏差对待。

针对上述情况，一般将入布端纬密值和出布纬密设定采用前馈控制算法。前馈控制顾名思义，事先估算偏差，提前调节。因为门幅和烘焙受定型工艺规定，它们对织物密度的影响是可估算。然后读入出布端纬密值，结合出布纬密设定，采用PID算法，实现反馈控制，控制器通过输出结果对超喂机构进行调整，从而实现对超喂环节的监控。

当织物通过入布端和出布端织物密度传感器时，织物密度传感器采用图像分析技术将光电信号转换成电子信号，测量织物密度。控制器获取电子信号后，利用上述的经改进的PID算法，进行自动调整。

3.湿度监控

本发明在第三节和第五节烘箱内各安装一个耐高温测湿温度传感器。根据测量值和工艺设定，运用PID算法控制排风变频。

作为上述方案的改进，所述工艺监控模块12包括控制单元121，显示单元122，门幅监测单元123，循环风机监测单元124，烘箱温度监测单元125，排风机监测单元126及主机速度监测单元127；

所述控制单元121分别与所述显示单元122，所述门幅监测单元123，所述循环风机监测单元124，所述烘箱温度监测单元125，所述排风机监测单元126及所述主机速度监测单元127相联接。

由于工艺监控模块12实时监测并控制工艺环节，需要各个监测单元的测量和控制，表1如下，为本发明的测控点统计表：

工艺环节	测点数量/个	控点数量/个
			品质参数	2	2
主机速度	1	2
			超喂部分	3	6
传送部分	2	4
			烘焙部分	8	8
出布部分	2	2
			冷却部分	\	2
排风部分	6	6

需要说明的是，工艺监控模块12除了执行流程单的工艺步骤外，通过装设在工艺环节各个部分的测点和控点，还对工况监控模块11的各个工艺环节进行实时监控。采集各个工艺环节的工艺数据，可实时监控工艺情况，及时发现异常情况。通过对测点获得的工艺数据的处理和分析，通过控制控点，对异常情况作出恰当的处理，保持产品质量稳定。而且通过分析工艺数据，便于查找返工原因，从而优化工艺设备和工艺设定，提高产品质量和生产效率。

作为上述方案的改进，所述生产管理模块22根据所述生产管理信息、从所述集中监控模块21获取的所述定型历史记录和从染厂ERP获得的信息进行监测和管理包括：排产、质检记录、工艺管理、工艺分析、产量统计、用户管理和系统维护。

作为上述方案的改进，所述工艺分析包括定型布温分析，产量分析及纬密分析；

所述产量统计包括机台月产量，个人月产量，机台返工量及个人返工量。

生产管理模块22从染厂ERP获得的信息查找相应生产管理信息的车间员工名册和机台台账表，加上原始流程单进行排产，生成作业流程单表；

经质检记录后，存储到历史流程单表中；

工艺管理是将工艺管理   的数据存储至工艺库；

通过操作权限表和用户信息表实现用户使用权限管理；

通过定型历史记录和历史流程单表进行工艺分析，可根据布温，产量和纬密的情况作出工艺曲线，便于工作人员分析；

通过定型历史记录和历史流程单表进行工艺分析统计出机台或个人的产量或返工量。

通过从生产管理模块22，集中监控模块21和ERP获取的生产管理信息和各个工艺环节的数据，将染厂的生产管理和工艺监控有效的结合起来，有利于跟踪工艺情况和生产信息，避免工艺管理系统化差而导致工艺管理效率低的问题，并且解决由于客观条件变化范围大，使得工艺不稳定，重复性差的问题。

作为上述方案的改进，所述定型机监控子系统1进一步包括：

报警装置13，用于在所述定型机监控子系1统获取所述工艺数据满足预定报警情况下进行报警。

综上所述，实施本发明实施例，具有如下有益效果：

首先，本发明实施例提供了一种定型机监控管理系统，设置有定型机监控子系统1，再加上定型机原有电器控制，加强定型工艺环节的自动控制和监测。由于对每个烘箱进行自动控制，避免了传统烘箱设定相同而造成不必要能源损耗和产品质量下降的问题，可以有效的提高能源利用率，改善定型品质。并且加设工艺监控模块12，采集各个工艺环节的工艺数据，可实时监控工艺情况，及时发现异常情况。通过对工艺数据的处理和分析，便于查找返工原因，从而优化工艺设备和工艺设定，提高产品质量和生产效率。

其次，本发明还设有定型机管理信息子系统2，通过与染厂ERP接口，获得实时生产管理信息，并且根据已有生产管理信息进行核对，便于加工单与进度的管理和跟踪。通过以太网实现子系统间的通信，将定型机监控子系统1的工艺数据收集管理，生成定型历史记录，采用数据库3的方式，建立定型加工工艺库，有利于改进工艺设定。

最后，本发明提供了一种定型机监控管理系统，将染厂的生产管理和工艺监控有效的结合起来，避免工艺管理系统化差而导致工艺管理效率低的问题，并且解决由于客观条件变化范围大，使得工艺不稳定，重复性差的问题。真正具备集工艺监测，工艺监控，生产管理，数据分析，集中操控等功能于一体的定型机监控管理系统。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种定型机监控管理系统，其特征在于，包括定型机监控子系统和定型机管理信息子系统；

所述定型机监控子系统用于监控一台定型机，包括：

工况监控模块，用于对各个定型工艺进行监控，生成并存储工艺数据；

工艺监控模块，用于获取用户在生产管理模块录入的流程单和工艺设定，执行所述流程单，并采集所述工艺数据，实时监控工艺情况；

所述定型机管理信息子系统通过工业以太网实现与多个所述定型机监控子系统通信，包括：

集中监控模块，用于通过机台根据流程单号查找生产管理信息，生成并下载相应所述工艺数据，显示定型工况并且存储定型历史记录；

生产管理模块，用于根据所述生产管理信息、所述定型历史记录和从染厂ERP获得的流程作业信息进行监测和管理，并向所述染厂ERP反馈作业执行情况；

所述定型机监控子系统和所述定型机管理信息子系统还用于缓存所述工艺数据和所述定型历史记录；

所述定型机监控管理系统还包括数据库，用于存储所述工艺数据，所述定型历史记录，所述生产管理信息以及所述从染厂ERP获得的流程作业信息；

所述工艺数据包括：定型温度，定型时间，织物密度，超喂值，上针毛刷，门幅宽，出布速度，卷布速度，布温，箱温，烘箱湿度；

所述生产管理信息包括：操作权限表，工艺库，车间员工名册，作业流程单表，用户信息表，机台台账表；

所述从染厂ERP获得的流程作业信息包括：定单，流程卡，员工，机台，班组信息；

所述工况监控模块包括：

热定型控制单元，用于测量织物表面温度，通过控制车速和烘箱温度，控制热定型时间，以及通过控制循环风机，控制烘箱温度；具体是将测温传感器分别设置于每个烘箱内，测量运动织物在烘箱内的温度，并根据主机速度，测绘烘箱中织物表面升温曲线，采用PID算法，通过控制器控制烘箱温度和主机速度，从而实现热定型过程的控制；

湿度控制单元，用于测量烘箱湿度，控制排风量；

纬密控制单元，用于测量进出布端密度，调整超喂机构，控制出布纬密；

所述工况监控模块中所述热定型控制单元，所述湿度控制单元和所述纬密控制单元皆包含传感器，控制算法和控制器；

所述工艺监控模块包括控制单元，显示单元，门幅监测单元，循环风机监测单元，烘箱温度监测单元，排风机监测单元及主机速度监测单元；

所述控制单元分别与所述显示单元，所述门幅监测单元，所述循环风机监测单元，所述烘箱温度监测单元，所述排风机监测单元及所述主机速度监测单元相联接；

所述生产管理模块根据所述生产管理信息、从所述集中监控模块获取的所述定型历史记录和所述从染厂ERP获得的流程作业信息进行监测和管理包括：排产、质检记录、工艺管理、工艺分析、产量统计、用户管理和系统维护；

所述工艺分析包括定型布温分析，产量分析及纬密分析；

所述产量统计包括机台月产量，个人月产量，机台返工量及个人返工量；

所述定型机监控子系统包括报警装置，用于在所述定型机监控子系统获取所述工艺数据满足预定报警情况下进行报警。