CN107422714A - 环锭智能纺纱管理系统及管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环锭智能纺纱管理系统及管理方法，属于纺纱管理系统领域，要解决的技术问题为如何对纺纱工序、车间设备以及纺纱产品进行实时监控及管理；其结构包括数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元、电源单元和监控单元；数据采集单元包括多个传感控制单元，每个传感控制单元对应一个车间设备，传感控制单元用于采集与其对应的车间设备的设备数据并控制与其对应的车间设备；采集服务器能够对上述设备数据进行归档存储；应用服务器能够统计、分析并计算上述设备数据，并生成数据表，监控单元能够展现上述设备数据和数据表，并能够与应用服务器配合生成规划信息。其方法为通过环锭智能纺纱管理系统对纺纱过程进行监控和管理。

Description

环锭智能纺纱管理系统及管理方法

技术领域

本发明涉及纺纱管理系统领域，具体地说是一种环锭智能纺纱管理系统及管理方法。

背景技术

纺纱过程包括清梳联、精梳、并条、粗纱、细纱、络筒、承包、入库等工序，为确保纺纱过程的顺利进行以及纺纱产品的质量，需要对各个工序进行实时监控。鉴于纺纱过程中工序较多，各个工序之间设备相互独立，存在如下问题：信息分散性强、关联性差、数据实时性差、信息量小，不便于全面、准确、及时的获取车间底层的信息；且鉴于需要统计分析的数据量大，需要建立设备级多接口、多方式、多协议的信息交互方式，实现车间底层和管理上层之间数据高速稳定的传输，并实现对纺纱的生产质量检测分析以及对生产的管理。

如何通过管理系统对纺纱工序、车间设备以及纺纱产品进行实时监控及管理，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种环锭智能纺纱管理系统及管理方法，来解决如何对纺纱工序、车间设备以及纺纱产品进行实时监控及管理的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

环锭智能纺纱管理系统，包括数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元、电源单元和监控单元；数据采集单元包括多个传感控制单元，每个传感控制单元对应一个车间设备，传感控制单元用于采集与其对应的车间设备的设备数据并控制与其对应的车间设备，每个传感控制单元均通过底层传输单元连接至采集服务器，设备数据包括但不限于基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据；采集服务器能够对上述设备数据进行归档存储，采集服务器通过上述传输单元分别与应用服务器和监控平台连接；应用服务器能够统计、分析并计算上述设备数据，并生成数据表，数据表包括但不限于车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、纺纱工艺状态数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；监控单元能够展现上述设备数据和数据表，并能够与应用服务器配合生成规划信息，规划信息用于维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程；电源单元用于为上述数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元和监控单元提高不间断电源供应。

进一步的，还包括GPRS短信模块和手持终端，应用服务器通过有线传输模块或无线传输模块与GPRS短信模块连接，GPRS短息模块与手持终端无线连接，应用服务器能够生成预警信息和周期统计数据，上述预警信息和周期统计数据通过GPRS短信模块传输至手持终端。

进一步的，还包括打印机，打印机与应用服务器连接，打印机用于打印数据表。

进一步的，底层传输单元包括DP模块、DP主站模块、工业以太网、以太网交换机、RS485/DP协议转换模块，DP主站模块包括DP网控制器和工业以太网通信模块，DP模块、DP网控制器、工业以太网通信模块和工业以太网依次连接，DP模块与配置有DP接口的数据采集控制器连接，RS485/DP协议转换模块用于将配置有RS485接口的数据采集控制器连接至DP模块，以太网交换机用于将配置有以太网接口的数据采集控制器连接入工业以太网。

进一步的，监控单元包括生产调度工作站和系统维护工作站，生产调度工作站通过上层传输单元分别与采集服务器和应用服务器连接，生产调度工作站、采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构相结合的生产调度系统，生产调度工作站能够以颜色标识的方式展现每个品种的纺纱产品的开台状态以及每个品种的纺纱产品的生产进度，生产调度工作站和应用服务器配合能够生成用于调整纺纱产品的生产进度的生产调度规划信息，生产调度工作站和应用服务器配合能够分析纺纱工艺的异常并生成纺纱工艺异常处理规划信息，且生产调度工作站和应用服务器配合能够根据节假日和排班规则调整车工排班数据表；系统维护工作站通过上层传输单元分别与采集服务器和应用服务器连接，系统维护工作站、采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构相结合的系统维护系统，系统维护工作站能够展现每个车间的运行状态以及每个车间设备的能耗状态，系统维护工作站和应用服务器配合能够生成用于维护车间设备的系统维护规划信息；上述生产调度规划信息、纺纱工艺异常处理规划信息、车工排班数据表、系统维护规划信息均存储至采集服务器并能够通过底层传输单元发送至数据采集单元。

进一步的，监控单元还包括远程客户端，远程客户端通过上层传输单元分别与应用服务器和采集服务器连接，远程客户端与采集服务器和应用服务器组成C/S结构和 B/S结构结合的监控系统，远程客户端能够读取并展现上述设备数据、数据表以及规划信息。

进一步的，电源单元包括配置于UPS电源柜内的UPS电源模块和电池，电池和UPS电源模块连接，UPS电源模块分别与数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元和监控单元连接。

环锭智能纺纱管理方法，其特征在于通过上述任一项所述的环锭智能纺纱管理系统对纺纱过程进行监控和管理，包括如下步骤：

S1、采集每个车间设备的设备数据，设备数据包括但不限于基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据；

S2、基于大数据分析技术统计、分析及计算上述设备数据，并生成数据表，数据表包括但不限于车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；

S3、读取上述设备数据和数据表，对每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台状态、每个品种的纺纱产品的生产进度、每个品种的纺纱产品的工艺状态以及每个车工的工作状态进行实时监控，并基于上述设备数据和数据表并根据生产需要制定规划信息，通过规划信息维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程。

进一步的，还包括如下步骤：

S4、通过统计、分析和计算上述设备数据和数据表，生成预警信息和周期统计数据，将预警信息和周期统计数据发送至相关负责人的手持终端。

进一步的，步骤S3包括如下工序：

根据节假日安排和换班规则调整车工排班数据表；

读取并分析车间设备的运行状态数据表和车间设备的能耗状态数据表，监控每个车间设备的运行状态和能耗状态，并生成用于维护车间设备的系统维护规划信息，通过系统维护规划信息维护每个车间设备；

读取并基于动态追踪技术分析纺纱产品开台状态数据表和纺纱产品生产进度数据表，监控并追踪每个品种的纺纱产品的开台状态和生产进度，并根据生产需求生成用于调整纺纱产品的生产进度的生产调度规划信息，通过生产调度规划信息管理纺纱产品的生产进度；

读取并分析纺纱工艺状态数据表，监控每个品种的纺纱产品的工艺过程，查找分析纺纱工艺的异常并生成纺纱工艺异常处理规划信息，通过纺纱工艺异常处理规划信息管理每个纺纱产品的过程；

读取并分析车工排班数据表和车工管理数据表，监控并考核每个车工的工作状态。

本发明的环锭智能纺纱管理系统及管理方法具有以下优点：

1、本发明通过数据采集单元采集每个车间设备的设备数据，可全面、准确的获取车间底层数据，并生成数据表，可实时监控车间设备的能耗状况、车间设备的运行状况、纺纱产品的工艺状态以及车工的工作状态，并可追踪每个品种的纺纱产品的进度，以便于及时维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程，即对纺纱工艺、纺纱产品的生产进度以及车工进行管理，实现了对纺纱工艺、车间设备以及纺纱产品的实时监控、智能化管理和维护；

2、本发明在用于采集车间设备数据的设备数据采集单元和用于存储设备数据的采集服务器之间设置有底层传输单元，底层传输单元包括DP模块、DP主站模块、工业以太网、以太网交换机、RS485/DP协议转换模块，通过DP模块和DP主站模块配合可将具有DP接口的车间设备接入工业以太网，通过RS485/DP协议转换模块、DP模块和DP主站模块配合可将具有RS485接口的车间设备接入工业以太网，通过以太网交换机可将具有以太网接口的车间设备引入工业以太网，通过工业以太网将设备数据传入采集服务器，从而实现了设备级多接口、多方式、多协议的信息交互方式，实现了双向数据交互链路，且通过工业以太网传输数据，实现了数据稳定高速的传输；

3、本发明可生成预警信息和周期统计数据，预警信息和周期统计数据通过GPRS通信方式发送至手持终端，可实现将预警信息及时的自动发送给相关责任人，便于及时处理故障，减少车间设备故障带来的损失，同时，将可周期统计信息如每个月产量统计数据自动发送给相关管理人员，便于管理人员及时掌控车间生产状况和产能情况；

4、本发明通过采集服务器对采集的设备数据进行归档存储，并通过应用服务器存储设备数据及数据表，便于监管人员在监控平台查看当前的设备数据及数据表以及历史的设备数据及数据表；

5、本发明监控平台包括系统维护工作站和生产调度工作站，且系统维护工作站和生产调度工作站均与采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构结合的系统，便于系统维护工程师实时查看每个车间设备的运行状态及每个车间设备的能耗状态，并及时对车间设备进行维护，同时也便于生产调度工程师查看每个品种的纺纱产品的开台情况、每个品种的纺纱产品的生产进度、纺纱工艺过程以及车工工作状态，并及时对追踪纺纱产品以及及时处理纺纱工艺中的异常；

6、本发明监控平台还包括远程客户端，远程客户端与采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构结合的系统，便于高层管理人员及时查看每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台情况、每个品种的纺纱产品的生产进度、每个纺纱产品的工艺状态，并查看用于处理纺纱过程故障的生产进度规划信息、系统维护规划信息，便于掌握及管理纺纱流程。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例1环锭智能纺纱管理系统的结构框图；

附图2为实施例2环锭智能纺纱管理系统的结构框图；

附图3为实施例3环锭智能纺纱管理系统的结构框图；

附图4为实施例4 环锭智能纺纱管理方法的流程框图；

附图5为实施例5 环锭智能纺纱管理方法的流程框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的环锭智能纺纱管理系统及管理方法作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1所示，环锭智能纺纱管理系统，包括数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元、电源单元和监控单元；数据采集单元设置在车间内，用于采集各个车间设备的设备数据，车间设备包括但不限于纺纱用车间设备和辅助设备，纺纱用车间设备包括但不限于清梳联设备、精梳设备、并条设备、粗纱设备、细纱设备、络筒设备、打包设备以及入库设备，辅助设备包括但不限于空调设备、空压设备和除尘设备；底层传输单元连接在数据采集单元和采集服务器之间，用于将上述设备数据发送至此采集服务器；在采集服务器对上述设备数据进行归档存储，采集服务器通过上层传输单元分别与应用服务器和监控平台连接；应用服务器能够统计、分析和计算上述设备数据并生成数据表，数据表包括但不限于车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、纺纱工艺状态数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；监控单元能够展现上述设备数据和数据表，并能够与应用服务器配合生成规划信息，规划信息用于维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程；电源单元用于为上述数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元和监控单元提高不间断电源供应。

其中，数据采集单元包括多个主要由传感机构和数据采集控制器组成的传感控制单元，每个传感控制单元对应一个车间设备，传感机构用于采集相关车间设备的设备数据，设备数据包括但不限于基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据，上述每个车间设备的设备数据均通过底层传输单元发送至采集服务器，并归档存储在采集服务器内。具体地，基本数据包括车间设备的运行参数、停开机状态、速度参数等，如车间设备的电压、电流、功率、功率因数、功耗分布等，基本数据反映车间设备的基本运行状况和能耗状态；过程数据包括机台号、机型号、所纺品种、产量、实时效率、停台时间等纺纱过程中车间设备运行产生的参数；工艺数据包括工艺速度、定量、牵伸倍数、捻度、定长设定、伸长、管筒系数、绕卷密度等车间设备运行过程中反应工艺质量的参数；车工数据包括车工工号、车工姓名、本班产量、累计产量、当前计长、当班效率、计件工资等；对于辅助设备，如空调设备的基本数据包括温湿度、风机转速等参数。

底层传输单元包括DP模块、DP主站模块、工业以太网、以太网交换机、RS485/DP协议转换模块，DP主站模块包括DP网控制器和工业以太网通信模块，DP网控制器选用西门子中型PLC，DP模块、DP网控制器、工业以太网通信模块和工业以太网依次连接，DP模块与配置有DP接口的数据采集控制器连接，RS485/DP协议转换模块用于将配置有RS485接口的数据采集终端连接至DP模块，以太网交换机用于将配置有以太网接口的数据采集终端连接入工业以太网。对于自成系统的车间设备及其数据采集控制器，有两种方式将其连接至采集服务器，一种方式为和第三方配合开发数据交换的路径实现数据共享，另一中方式为使用OPC、ODBC或FTP技术进行数据交换与系统集成。通过上述底层传输单元，可将接口类型不同的数据采集控制器接入工业以太网，基于现场总线技术和工业以太网技实现了采集单元与采集服务器之间大数据的高速、高质量传输，实现对底层车间设备的数据采集和控制。

采集服务器采用RAID技术，保证单机多硬盘自动备份，自动把设备数据在多个硬盘同时保存，避免硬盘损坏时数据丢失。

应用服务器内置多个数据分析模块，包括但不限于车间设备分析模块、值车工分析模块、纺纱产品分析模块、纺纱工艺分析模块、汇总分析模块等。通过车间设备分析模块，统计、分析并计算每个车间设备的产量，结合预设的计算公式，对每天及每月产量进行智能计算和统计，并自动生成产量数据表；在车间设备分析模块和值车工分析模块的配合下，统计并分析每个车工的车工数据，按照预设的计算公式，生成车工管理数据表，包括车工的工资数据表以及车工的工作量数据表；在车间设备分析模块和汇总分析模块的配合下，统计并分析每个车间设备的基本数据和过程数据，结合预设的计算公式，生成每个车间设备的运行状态数据表以及每个车间设备的能耗状态数据表，以便及时掌握车间设备的工作状态，并按照预设的计算公式进行能耗分析，为相关工作人员提供决策依据；在纺纱产品分析模块和汇总分析模块的配合下，统计各个纺纱设备的设备数据，结合预设的计算公式，对每个品种的纺纱产品的开台情况、生产进度进行跟踪和统计，生成每个品种的纺纱产品的开台状态数据表和每个品种的纺纱产品的生产进度数据表，以便于掌握每个品种的纺纱的进行状态，并追踪纺纱产品的订单情况；在纺纱工艺分析模块和汇总分析模块的配合下，统计并分析上述每个车间设备的工艺数据，结合预设的计算公式，对每个品种的纺纱产品的工艺状态进行分析，并生成纺纱工艺状态数据表。

上层传输单元包括工业交换机和路由器，用以实现监控单元和采集服务器及应用服务器之间的数据交换。

监控单元包括生产调度工作站，生产调度工作站通过工业交换机分别与采集服务器和应用服务器连接，生产调度工作站、采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构相结合的生产调度系统，生产调度工作站配置有客户端，并内置有登陆模块、操作模块、显示模块以及日志记录模块，登陆模块内设置有权限管理，通过登陆模块生产调度工程师可依其权限登陆客户端，避免非生产调度工程师登陆生产调度系统；通过操作模块，生产调度工程师可进行相关操作，同时，操作模块设置有修改权限，在修改权限的设定下，所有的原始的设备数据如产量、效率、停台等均不可修改；在显示模块和操作模块的配合下，生产调度工程师可通过Web浏览器和APP客户端两种方式读取上述设备数据和数据表，并可通过纺纱产品开台状态数据表展现每个品种的纺纱产品的开台状态，通过纺纱产品生产进度数据表展现每个品种的纺纱产品的生产进度，并通过纺纱工艺状态数据表反应每个纺纱产品的纺纱工艺状态；通过日志记录模块，生产调度工程师手动操作或者手动修改的操作均保存有日志记录，保证相关数据出现问题时，通过查看日志再现修改前的状态。

具体地，上述客户端和应用服务器配合，在客户端以颜色标识的方式展现每个品种的纺纱产品的开台状况及每个品种的纺纱产品的生产进度，如以醒目的颜色标识目标品种的纺纱产品或订单铺了几台车间设备、已经纺织了多上产量、距离目标产量的差距，并在应用服务器内将当前产量与计划产量做对比分析，并通过显示模块将分析结果进行智能提醒；在客户端对纺纱工艺状态进行显示，并在应用服务器内对多个车间设备的实时的工艺数据进行对比，根据用户需要对选定的车间设备的工艺数据进行实时比对，分析纺纱产品的工艺状态分析，辅助工艺人员及时查找工艺异常。

在应用服务器内还内置有规划模块，在规划模块、纺纱产品分析模块、汇总分析模块和显示模块的配合下，生成用于调整生产进度的生产调度规划信息，并将该生产调度规划信息存储至采集服务器。上述产调度规划信息存储于采集服务器内，便于后续查看，且该生产调度信息可通过底层传输单元发送至对应车间设备的数据采集控制器，在数据采集控制器的控制下，通过生产调度信息调控相应车间设备。

在规划模块、纺纱工艺分析模块、汇总分析模块和显示模块的配合下，生成用于处理工艺异常的工艺异常处理规划信息，并将该工艺异常处理规划信息存储至采集服务器。上述工艺异常处理规划信息存储于采集服务器内，便于后续查看，且该工艺异常处理规划信息可通过底层传输单元发送至对应车间设备的数据采集控制器，在数据采集控制器的控制下，通过工艺异常处理规划信息调控相应车间设备。

同时应用服务器内配置有排班模块，排班模块可根据节假日或预定的排班规则进行排班计算，生产调度工程师可通过客户端输入排班要求，在应用服务器和生产调度工作站的配合下根据节假日和排班规则调整车工排班数据表。上述车工排班数据表存储于采集服务器内，便于后续查看，且该车工排班数据表可通过底层传输单元发送至对应车间设备的数据采集控制器，对应车间设备的值车工可查看排班情况。

监控单元还包括系统维护工作站，系统维护工作站通过工业交换机分别与采集服务器和应用服务器连接，系统维护工作站、采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构相结合的系统维护系统，系统运维工作站配置有客户端，并内置有登陆模块、操作模块、显示模块以及日志记录模块，登陆模块内设置有权限管理，通过登陆模块系统运维工程师可依其权限登陆客户端，避免非系统运维工程师登陆系统运维系统；通过操作模块，系统运维工程师可进行相关操作，同时，操作模块设置有修改权限，在修改权限的设定下，所有的原始的设备数据如产量、效率、停台等均不可修改；在显示模块和操作模块的配合下，系统运维工程师可通过Web浏览器和APP客户端两种方式读取并展现上述设备数据和数据表，具体地，在客户端以颜色标识的方式展现车间设备的运行状态和能耗状态，如不同的颜色表示车间设备的正常运行、故障停机、停台、断电等状态；通过日志记录模块，系统运维工程师手动操作或者手动修改的操作均保存有日志记录，保证相关数据出现问题时，通过查看日志再现修改前的状态。

在系统运维工作站和应用服务器的配合下，具体的在规划模块、车间设备分析模块、汇总分析模块和显示模块的配合下，生成用于维护车间设备的系统维护规划信息，并将该系统维护规划信息存储至采集服务器。上述系统维护规划信息存储于采集服务器内，便于后续查看，且该系统运维信息可通过底层传输单元发送至对应车间设备的数据采集控制器在数据采集控制器的控制下，通过系统运维信息调控相应车间设备。

监控单元还包括远程客户端，远程客户端通过路由器和工业交换机分别与应用服务器和采集服务器连接，远程客户端与采集服务器和应用服务器组成C/S结构和 B/S结构结合的监控系统，远程客户端配置有客户端，并内置有登陆模块、操作模块、显示模块以及日志记录模块，登陆模块内设置有权限管理，通过登陆模块管理人员可依其权限登陆客户端，避免非管理人员登陆监控系统；通过操作模块，管理人员不能可进行相关操作，同时，操作模块设置有修改权限，在修改权限的设定下，所有的原始的设备数据如产量、效率、停台等均不可修改；在显示模块和操作模块的配合下，管理人员可通过Web浏览器和APP客户端两种方式读取并展现上述设备数据、数据表以及规划信息；通过日志记录模块，管理人员手动操作或者手动修改的操作均保存有日志记录，保证相关数据出现问题时，通过查看日志再现修改前的状态。

具体地，远程客户端能够读取并展现当前的设备数据、当前的数据表、历史的设备数据、历史的数据表、车工排班数据表、生产调度规划信息和系统维护规划信息，且远程终端能够展现每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台状况以及每个品种的纺纱的生产进度，其中，在远程客户端每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台状况以及每个品种的纺纱的生产进度可以图表及曲线的形式展现，同一个车间设备的不同设备数据可通过不同的线型、颜色做标识，同时不同品种的纺纱产品之间的对比分析时也可通过不同颜色的曲线标识。

电源单元包括配置于UPS电源柜内的UPS电源模块和电池，电池和UPS电源模块连接，UPS电源模块分别与数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元和监控单元连接。电池和UPS电源模块配合，可保证异常断电时系统的稳定运行。

本发明环锭智能纺纱管理系统的工作过程为：

（1）、通过数据采集单元采集车间设备的设备数据，如基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据；

（2）将设备数据归档存储在采集服务器；

（3）、在应用服务器内，对设备数据进行统计、计算及分析，生成数据表，如车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、纺纱工艺状态数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；

（4）、相关工作人员依据其权限查看相关车间设备的运行状态、相关车间设备的能耗状态、相关品种的纺纱产品的开台状态、相关品种的纺纱产品的生产进度、相关品种的纺纱产品的纺纱工艺状态以及车工的工作状态，基于上述设备数据和数据表并根据生产需要制定规划信息，通过规划信息维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程。

步骤（4）中，根据车间设备的能耗数据表监控车间设备的能耗，根据车间设备的运行状态数据表监控车间设备的运行状态，并根据实际需要调整车间设备的工作状态，使车间设备保持预定的运行状态，当车间设备故障时，可及时修复，当能耗过大时，可及时调整达到降低能耗的目的；根据纺纱品种的开台状态数据表和纺纱产品的生产进度数据表，追踪每个纺纱产品的生产进度以及订单情况，并可根据生产需要调整某个品种的纺纱产品的生产进度。根据纺纱工艺状态数据表，实时监控纺纱产品的工艺状态，当纺纱工艺出现异常时，可及时处理，保证纺纱产品的质量；通过车工管理数据表，可实时监控车工的工作量以及工作过程是否出现问题，便于对车用的工作状态以及工资进行管理。

实施例2：

如附图2所示，本实施例为在实施例1基础上的进一步改进，本实施例与实施例1的区别为：还包括GPRS短信模块和手持终端，应用服务器通过有线传输模块与 GPRS短信模块连接，GPRS短信模块与手持终端无线连接，应用服务器内置预警计算模块和周期数据统计模块；通过预警计算模块，应用服务器可统计、计算并分析设备数据并生成预警信息，通过预警信息可对每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台情况以及每个品种的纺纱产品的生产进度进行预警，给相关工作人员提供警示，便于纺纱过程的正常有序进行；通过周期数据统计模块，应用服务器可计算预定期限内产量，生成周期统计数据，如可计算表示车间设备的每个月的产量的周期统计数据以及表示每个品种纺纱产品每个月的产量的周期统计数据，上述周期统计数据通过GPRS短信模块发送至手持终端，手持终端面向相关负责人，便于相关负责人收到预警信息后及时处理，减少车间设备故障带来的损失，同时也便于相关管理人员及时掌握车间生产状况和产能情况。

其中，手持终端可选用手机或者平板电脑或者笔记本电脑，相关负责人可随身携带手持终端，便于及时远程管理；预警信息以及周期统计数据以GPRS短信的方式发送，便于相关负责人及时且直观的获取有效信息。

本实施例本发明环锭智能纺纱管理系统的工作过程与实施例1一致。

实施例3：

如附图3所示，本实施例为在实施例2基础的进一步改进，本实施例与实施例2的区别为：还设置有打印机，打印机与应用服务器连接，打印机用以打印上述数据表，如车工排班数据表，车间设备的能耗分析表，车间设备的产量表等，便于实现对员工的管理以及对纺纱过程的管控。

本实施例本发明环锭智能纺纱管理系统的工作过程与实施例1一致。

实施例4：

如附图4所示，环锭智能纺纱管理方法，包括通过实施例1中公开的环锭智能纺纱管理系统对纺纱过程进行监控和管理，包括如下步骤：

（1）、采集每个车间设备的设备数据，设备数据包括但不限于基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据；

（2）、基于大数据分析技术统计、分析及计算上述设备数据，并生成数据表，数据表包括但不限于车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；

（3）、读取上述设备数据和数据表，对每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台状态、每个品种的纺纱产品的生产进度、生产量以及车工的工作量进行实时监控，并基于上述设备数据和数据表并根据生产需要制定规划信息，通过规划信息维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程。

其中，通过传感控制单元采集与其对应的车间设备的设备数据，基本数据包括车间设备的运行参数、停开机状态、速度参数等，如车间设备的电压、电流、功率、功率因数、功耗分布等，基本数据反映车间设备的基本运行状况和能耗状态；过程数据包括机台号、机型号、所纺品种、产量、实时效率、停台时间等纺纱过程中车间设备运行产生的参数；工艺数据包括工艺速度、定量、牵伸倍数、捻度、定长设定、伸长、管筒系数、绕卷密度等车间设备运行过程中反应工艺质量的参数；车工数据包括车工工号、车工姓名、本班产量、累计产量、当前计长、当班效率、计件工资等；对于辅助设备，如空调设备的基本数据包括温湿度、风机转速等参数。

底层传输单元基于现场总线技术实现将上述设备数据传输至采集服务器，采集服务器对上述所有车间设备的设备数据进行归档存储。

对上述设备数据分别进行统计、计算和分析，可实现对纺纱过程的产品跟踪管理、质量管理、工艺过程管理、车间设备的维护。具体为：

对上述设备数据进行提取分析，生成每个品种的纺纱产品的开台状况数据表和每个品种的纺纱产品的生产进度数据表，根据上述两个数据表，可实时查阅每个品种的纺纱产品或订单的开台情况和生产进度，并将当前的生产进度与预设的生产进度作对比，便于制定生产调度规划信息，通过生产调度规划调相关纺纱产品的生产进度，以实现对纺纱产品的跟踪管理；

对上述设备数据中反应纺纱工艺的工艺数据进行实时监控，并将当前的实时工艺数据与预设的工艺参数作对比，并依据用户需求选定车间设备并制定工艺改进规划表，通过工艺改进规划表分析并帮助工艺人员查找工艺参数异常，并进行修正，实现对工艺过程的管理；

对上述设备数据中各个车间设备的基本数据进行实时监控，通过对上述数据的计算分析，生成每个车间设备的运行状态数据表及每个车间设备的能耗状态数据表，通过对运行状态数据表和能耗状态数据表的分析处理为相关人员提供决策依据，并制定系统维护规划信息，通过系统维护规划信息对车间设备进行维护保养。具体的，可对同类型车间设备的台时耗电、吨纱耗电等作对比，协助相关人员分析对比查找原因，原因可能为人为因素、设备因素、电网质量因素或工艺因素，有针对性地进行改进，达到节能降耗的目的；同时，提供克重功率变化曲线、功耗趋势曲线的综合分析，通过曲线分析并制定合理的系统维护规划信息，对车间设备周期性进行润滑保养；且通过耗电分析，可为财务人员进行成本核算提供依据，从而实现对车间设备的维护；

对上述设备数据中涉及值车工的车工数据进行分析处理，得到每个值车工的产量数据表以及工资数据表，省去了人工计算的繁琐和不准确；同时，通过对值车工的汇总，得到值车工人员名单，按照节假日和排班规则生产班次数据表，具体的，设定排班规律，应用服务器和生产调度工作站配合自动生成任意时间段的班次数据表，且设置节假日起始时间，应用服务器和生产调度工作站配合自动对班次数据表进行调整，确保产生正确的班次数据表，换班方式和时间调整方面，根据预设的换班方式，手动或自动换班；

对上述设备数据中反应纺纱产品质量的设备数据进行提取分析，跟踪和分析纺纱产品在加工过程中相关工序的质量状况，以保证产品质量在控制范围内，并将当前的质量情况与预设的质量情况作对比，并制定质量改进规划表，通过质量改进规划表，调整相关纺纱设备，实现对纺纱产品质量的管理。

实施例5：

如附图5所示，本实施例为在实施例4基础上的进一步改进，本实施例与实施例4的区别为：通过统计、计算和分析上述设备数据生成预警信息和周期统计数据，将预警信息和周期统计数据发送至相关负责人的手持终端。

具体地，对上述设备数据进行分析处理，生成车间设备的运行状态数据表以及车间设备的能耗状态数据表，将当前的车间设备的运行状态与预定的运行状态进行对比分析，并将当前的车间设备的能耗状态与预定的能耗状态进行对比分析，当车间设备的运行异常时，生成表示车间设备异常的预警信息，并将预警信息通过GPRS传输方式发送至相关负责人；同理，对上述设备数据进行分析处理，自动统计预定周期内纺纱产品的产量，生成周期统计数据，如可计算表示车间设备的每个月的产量的周期统计数据以及表示每个品种纺纱产品每个月的产量的周期统计数据，上述周期统计数据通过GPRS传送方式发送至相关负责人，相关管理人员及时掌握车间生产状况和产能情况。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.环锭智能纺纱管理系统，其特征在于包括数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元、电源单元和监控单元；

数据采集单元包括多个传感控制单元，每个传感控制单元对应一个车间设备，传感控制单元用于采集与其对应的车间设备的设备数据并控制与其对应的车间设备，每个传感控制单元均通过底层传输单元连接至采集服务器，设备数据包括但不限于基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据；

采集服务器能够对上述设备数据进行归档存储，采集服务器通过上述传输单元分别与应用服务器和监控平台连接；

应用服务器能够统计、分析并计算上述设备数据，并生成数据表，数据表包括但不限于车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、纺纱工艺状态数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；

监控单元能够展现上述设备数据和数据表，并能够与应用服务器配合生成规划信息，规划信息用于维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程；

电源单元用于为上述数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元和监控单元提高不间断电源供应。

2.根据权利要求1所述的环锭智能纺纱管理系统，其特征在于还包括GPRS短信模块和手持终端，应用服务器通过有线传输模块或无线传输模块与GPRS短信模块连接，GPRS短息模块与手持终端无线连接，应用服务器能够生成预警信息和周期统计数据，上述预警信息和周期统计数据通过GPRS短信模块传输至手持终端。

3.根据权利要求1或2所述的环锭智能纺纱管理系统，其特征在于还包括打印机，打印机与应用服务器连接，打印机用于打印数据表。

4.根据权利要求1或2所述的环锭智能纺纱管理系统，其特征在于底层传输单元包括DP模块、DP主站模块、工业以太网、以太网交换机、RS485/DP协议转换模块，DP主站模块包括DP网控制器和工业以太网通信模块，DP模块、DP网控制器、工业以太网通信模块和工业以太网依次连接，DP模块与配置有DP接口的数据采集控制器连接，RS485/DP协议转换模块用于将配置有RS485接口的数据采集控制器连接至DP模块，以太网交换机用于将配置有以太网接口的数据采集控制器连接入工业以太网。

5.根据权利要求1或2所述的环锭智能纺纱管理系统，其特征在于监控单元包括生产调度工作站和系统维护工作站，生产调度工作站通过上层传输单元分别与采集服务器和应用服务器连接，生产调度工作站、采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构相结合的生产调度系统，生产调度工作站能够以颜色标识的方式展现每个品种的纺纱产品的开台状态以及每个品种的纺纱产品的生产进度，生产调度工作站和应用服务器配合能够生成用于调整纺纱产品的生产进度的生产调度规划信息，生产调度工作站和应用服务器配合能够分析纺纱工艺的异常并生成纺纱工艺异常处理规划信息，且生产调度工作站和应用服务器配合能够根据节假日和排班规则调整车工排班数据表；

系统维护工作站通过上层传输单元分别与采集服务器和应用服务器连接，系统维护工作站、采集服务器和应用服务器组成C/S结构和B/S结构相结合的系统维护系统，系统维护工作站能够展现每个车间的运行状态以及每个车间设备的能耗状态，系统维护工作站和应用服务器配合能够生成用于维护车间设备的系统维护规划信息；

上述生产调度规划信息、纺纱工艺异常处理规划信息、车工排班数据表、系统维护规划信息均存储至采集服务器并能够通过底层传输单元发送至数据采集单元。

6.根据权利要求5所述的环锭智能纺纱管理系统，其特征在于监控单元还包括远程客户端，远程客户端通过上层传输单元分别与应用服务器和采集服务器连接，远程客户端与采集服务器和应用服务器组成C/S结构和 B/S结构结合的监控系统，远程客户端能够读取并展现上述设备数据、数据表以及规划信息。

7.根据权利要求1或2所述的环锭智能纺纱管理系统，其特征在于电源单元包括配置于UPS电源柜内的UPS电源模块和电池，电池和UPS电源模块连接，UPS电源模块分别与数据采集单元、底层传输单元、采集服务器、应用服务器、上层传输单元和监控单元连接。

8.环锭智能纺纱管理方法，其特征在于通过如权利要求1-7任一项所述的环锭智能纺纱管理系统对纺纱过程进行监控和管理，包括如下步骤：

S1、采集每个车间设备的设备数据，设备数据包括但不限于基本数据、过程数据、工艺数据以及车工数据；

S2、基于大数据分析技术统计、分析及计算上述设备数据，并生成数据表，数据表包括但不限于车间设备运行状态数据表、车间设备能耗状态数据表、纺纱产品开台状态数据表、纺纱产品生产进度数据表、产量数据表、车工排班数据表以及车工管理数据表；

S3、读取上述设备数据和数据表，对每个车间设备的运行状态、每个车间设备的能耗状态、每个品种的纺纱产品的开台状态、每个品种的纺纱产品的生产进度、每个品种的纺纱产品的工艺状态以及每个车工的工作状态进行实时监控，并基于上述设备数据和数据表并根据生产需要制定规划信息，通过规划信息维护车间设备、管理纺纱产品的生产流程。

9.根据权利要求8所述的环锭智能纺纱管理方法，其特征在于还包括如下步骤：

S4、通过统计、分析和计算上述设备数据和数据表，生成预警信息和周期统计数据，将预警信息和周期统计数据发送至相关负责人的手持终端。

10.根据权利要求8所述的环锭智能纺纱管理方法，其特征在于步骤S3包括如下工序：

根据节假日安排和换班规则调整车工排班数据表；

读取并分析车间设备的运行状态数据表和车间设备的能耗状态数据表，监控每个车间设备的运行状态和能耗状态，并生成用于维护车间设备的系统维护规划信息，通过系统维护规划信息维护每个车间设备；

读取并基于动态追踪技术分析纺纱产品开台状态数据表和纺纱产品生产进度数据表，监控并追踪每个品种的纺纱产品的开台状态和生产进度，并根据生产需求生成用于调整纺纱产品的生产进度的生产调度规划信息，通过生产调度规划信息管理纺纱产品的生产进度；

读取并分析纺纱工艺状态数据表，监控每个品种的纺纱产品的工艺过程，查找分析纺纱工艺的异常并生成纺纱工艺异常处理规划信息，通过纺纱工艺异常处理规划信息管理每个纺纱产品的过程；

读取并分析车工排班数据表和车工管理数据表，监控并考核每个车工的工作状态。