CN112396533A - 制丝工艺设备错混牌自动防差错系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，属于设备管理技术领域的管理系统。其包括：第一存储模块，用于分批次、分牌号、保存各工艺段的第一工艺参数数据包；第二存储模块，用于保存本工艺段的第二工艺参数数据包；下发模块，用于根据批次和牌号向各个工艺段下发该工艺段的第一工艺参数数据包；对比模块，用于接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与当前电控主站选定的第二工艺参数数据包对比，如果不一致，则向报警反馈模块发送异常信号；报警反馈模块，在接收到对比模块的异常信号后，向与服务器连接的客户端推送报警信号。本发明适用于制丝车间的面向差错处理的管理方法，显著提高烟草行业制丝车间的工艺管理水平。
Description
技术领域
本发明属于制丝工艺设备管理技术领域，尤其涉及一种工艺质量管理系统。
背景技术
在卷烟生产过程中，工艺质量防差错管理就是通过查找识别过程质量风险、隐患，将复杂问题简单化，提炼完善易出差错的各环节预防控制措施、装置等，使各个工序、岗位人员熟悉和掌握差错的预防控制要点，并自觉主动地运用和执行防差错措施。把防差错管理合理地运用到卷烟企业的质量管理工作当中，构建维系产品质量的“防火墙”，从根本上预防和杜绝大部分质量问题的发生，将成为促进卷烟产品质量提升的一个重要手段。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于制丝车间的面向差错处理的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，以提高烟草行业制丝车间的工艺管理水平。
本发明技术方案提供一种制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，包括：第一存储模块、第二存储模块、下发模块、对比模块和报警反馈模块；其中
所述第一存储模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，用于分批次、分牌号、保存各工艺段的第一工艺参数数据包；
所述第二存储模块，设置于制丝环网各工艺段的电控主站上，用于保存本工艺段的第二工艺参数数据包；
所述下发模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，用于根据批次和牌号向各个工艺段下发该工艺段的第一工艺参数数据包；
所述对比模块，设置于制丝环网各工艺段的电控主站上，用于接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与当前电控主站选定的第二工艺参数数据包对比，如果不一致，则向所述报警反馈模块发送异常信号；
所述报警反馈模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，在接收到所述对比模块的异常信号后，向与所述服务器连接的客户端推送报警信号。
优选的，所述第一工艺参数数据包和第二工艺参数数据包均包括：生产牌号信息、生产批次信息、生产流量信息、配方原料信息、设备操作参数和工艺参数信息。
优选的，所述第一工艺参数数据包和第二工艺参数数据包均使用字符串格式保存。
优选的，通过以下方法使用该制丝工艺设备错混牌自动防差错系统：
总控操作工在所述服务器上向各工艺段下发其工艺参数时，所述第一存储模块将下发的各个工艺段的工艺参数分工艺段保存为第一工艺参数数据包；
各工艺段现场操作工在其电控主站上配置当前批次生产工艺时，所述第二存储模块将当前工艺参数保存为第二工艺参数数据包；
各工艺段现场操作工在其电控主站上启动当前批次生产前，所述对比模块接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与本地的第二工艺参数数据包对比，当对比一致时，启动该工艺段电控主站的各个电控子站的生产过程。
优选的，制丝工艺设备错混牌自动防差错系统包括与工艺段电控主站通讯连接的电控子站，其中连接水分仪的电控子站使用一拖一的profinet网络协议与其操作面板通信连接。
优选的，所述工艺段包括片烟生产段、叶丝生产段、掺配加香生产段、烟梗预处理生产段和梗丝生产段。
优选的，本系统还包括数据表模块，所述数据表模块包括设置在所述服务器上的第一数据表模块，以及设置在所述电控主站上的第二数据表模块。
本发明技术方案，可以结合制丝生产线中控系统和MES系统项目的上线实施以及ISPC系统的运行，把防差错控制措施溶入制丝生产线的中控系统、MES系统项目和ISPC系统中，以便开展重点工艺参数、控制指标、过程质量的防差错管理。
附图说明
图1为使用本发明一个实施例的生产过程防差错管理方法流程。
具体实施方式
首先应当说明的是，本发明技术方案是基于制丝生产线中控系统和MES系统以及ISPC系统的改进实施。
现有技术中，制丝生产线包括多个工艺段，工艺段包括片烟生产段、叶丝生产段、掺配加香生产段、烟梗预处理生产段、梗丝生产段等，每个工艺段设有电控主站，负责执行本工艺段的生产任务。每个工艺段设有电控主站的具体执行任务由其通信连接的电控子站根据控制策略驱动末端设备运行完成。
电控主站主要包括设备有：总空气断路器、支路空气断路器、交流变直流电源、隔离变压器、变频器、工艺段PLC系统。工艺段PLC系统一般为S7-400同等级或以上的高级PLC站点，包括PLC电源模块、CPU处理器模块、CP网卡、输入输出模块、继电器、网络交换机。网络交换机为X414或以上级别的Profinet专用交换机。各个工艺段的电控主站通过各自的网络交换机建立制丝环网。
制丝生产线各工艺段的电控子站与本工艺段的电控主站通信连接以执行本工艺段的电控主站下发的运行指令，电控子站主要包括与小型PLC连接的网络通讯模块、输入输出模块、负载馈电器(变频器)、隔离开关、接线端子、接地线、空气断路器。电控子站的PLC一般为S7-300系列或同级别的小型控制站点。
制丝生产线还设有总控室，总控室至少设有一台通过网络交换机接入制丝环网的服务器，该服务器负责运行中控系统并与厂内MES系统和ISPC系统数据耦合。
本实施例是一种制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，建立于上述现有软硬件基础上，是一种独立运行的伴生系统，除反馈报警模块向现有中控系统提供报警信号外，不干预现有系统的其他运行过程，其全部数据处理进仅通过接口读取现有系统或由现有系统输出信号触发，其通信连接使用独立的通信链路，可以使用或者不使用现有系统的通信链路上的交换机等网络硬件，可以使用或者不使用现有系统的处理器和存储器等硬件资源。本实施例的自动防差错系统主要包括：第一存储模块、第二存储模块、下发模块、对比模块和报警反馈模块；其中，
所述第一存储模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，用于分批次、分牌号、保存各工艺段的第一工艺参数数据包；
所述第二存储模块，设置于制丝环网各工艺段的电控主站上，用于保存本工艺段的第二工艺参数数据包；
所述下发模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，用于根据批次和牌号向各个工艺段下发该工艺段的第一工艺参数数据包；
所述对比模块，设置于制丝环网各工艺段的电控主站上，用于接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与当前电控主站选定的第二工艺参数数据包对比，如果不一致，则向所述报警反馈模块发送异常信号。具体的，本实施例中，在对比模块内部利用CMP比对指令将内部存储的第二工艺参数数据包的字符串信息与接收到的第一工艺参数数据包进行逐位比对，如果全部一致，则执行程序前端的通断信号，启动执行开始生产指令；如有不一致，则无法启动和复位通断信号，最终无法执行生产指令，并且给出异常反馈。
所述报警反馈模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，在接收到所述对比模块的异常信号后，向与所述服务器连接的客户端推送报警信号。
本实施例中，所述第一工艺参数数据包和第二工艺参数数据包均包括：生产牌号信息、生产批次信息、生产流量信息、配方原料信息、设备操作参数和工艺参数信息。
本实施例中，所述第一工艺参数数据包和第二工艺参数数据包均使用字符串格式保存。
本实施例中，通过配置现有系统实现本发明的自动防差错系统，其具体配置过程是：
首先，在服务器和各电控主站的存储器上分别存储第一数据表和第二数据表，存储第一数据表或第二数据表的存储器分别为第一数据表模块或第二数据表模块。数据表字段包括所有在线生产产品的设备运行参数信息、配方原料信息、设备操作参数信息、工艺参数信息，并按照生产牌号录入各自的数据表，通过模块化形式储存在系统中，形成一个原始防差错信息数据库。本实施例中，现场电控主站的PLC和总控室服务器会将所有信息以字符串的形式储存。容易理解，第一数据表模块中存储全部工艺段的数据表记录，第二数据表模块中仅存储本工艺段的数据表记录。
为服务器配置第一存储模块，建立其与服务器工艺信息下发按钮的联动关系，以便在排产前，总控操作工在所述服务器设置当前生产牌号信息、生产批次信息、生产流量信息并从第一数据表模块调取各个工艺段的数据表记录，形成当前工艺参数后，使得总控操作工确定当前工艺参数时触发第一存储模块。第一存储模块将当前的各个工艺段的工艺参数分工艺段保存为若干第一工艺参数数据包。第一工艺参数数据包包括生产牌号信息、生产批次信息、生产流量信息、配方原料信息、设备操作参数和工艺参数信息。其中，工艺参数指水分、温度、加料加香比例、加料加香瞬时精度及累计精度等，设备操作参数指负压值、蒸汽阀门开度、加水流量、工艺气体温度、排潮风门开度等。
为电控主站配置第二存储模块，建立其与电控主站工艺参数确定按钮的按钮的联动关系，以便工艺段操作工按下确定按钮时，触发第二存储模块将当前工艺参数保存为第二工艺参数数据包，第二工艺参数数据包与该工艺段在第一存储模块中的第一工艺参数数据包结构相同。本实施例中，也采用字符串形式保存。
为电控主站配置对比模块，建立其与电控主站启动生产按钮的联动关系，以便工艺段操作工按下启动生产按钮时，触发对比模块读取该工艺段在服务器上的第一工艺参数数据包并于本地的第二工艺参数数据包对比，如果不一致则向服务器发送异常信号。
根据各个工艺段异常信号的帧结构，在服务器上配置一个反馈报警模块，以接收各个工艺段的异常信号，反馈报警模块的输出与服务器的WEB服务系统数据耦合，当反馈报警模块根据工艺段的异常信号输出报警信号时，客户端PC机同步展示当前报警。本实施例中，反馈报警模块与服务器的中控系统数据耦合，发声报警时，统一下发工艺段停机信号。
烟丝的水分和温度是影响产品质量的关键工艺指标，被看作是制丝工艺管控的命脉。水分仪是在线检测烟丝水分和温度最具代表性的仪器。本实施例还对包含水分仪的电控子站进行了改进，以完成进一步的防差错管理。为了防止牌号下发错误导致的错牌生产事故，本实施例在电控子站的PLC控制程序中另外增加零点及牌号比对模块，并在其电控主站中增加反馈报警模块，容易理解的，改形式为服务器与电控主站的二级嵌套，其目的在于使现场的电控主站操作工第一时间获取更下级报警并及时处理。具体的，本实施例将现场电控主站中的PLC存储的水分仪零点及牌号信息与本地水分仪连接的电控子站选择的零点及牌号信息进行对比，如果发现信息不匹配，则会向电控主站发出异常信息，防止因水分仪牌号不一致导致的质量问题发生。本实施例中，为了在预防和解决水分仪完成与服务器-电控主站类似的通信能力，在生产现场整理水分仪操作站的线路以及将各探头屏蔽接地，并配置水分仪网卡的通讯数据，改造现有水分仪通讯网络，将DP网改为与制丝环网相同的profinet网络协议。重新部署水分仪探头与电控子站操作面板的数量对应关系，使得探头与操作面板独享的一一对应，由一拖N形式改为一拖一的通讯方式，增加网络通信可靠性，预防网络故障引起的数据跳变导致的错牌混牌质量隐患。为了防止水分仪死机、通讯故障造成的数据采集不变，本实施例在水分仪电控子站的PLC控制程序中增加了强制点检以及自动重启程序。即在生产开车前五分钟之内，必须人为干涉水分仪探头使采集的数据发生变化，否则程序会默认水分仪通讯数据故障无法开车，并且新增水分仪死机检测程序，连续3秒检测到水分仪数据不变时，自动重启水分仪，避免了因水分仪同学数据故障或死机造成的停车断流隐患。容易看出，过多的电控子站-电控主站的防差错会导致本自动防差错系统的运行负担，虽然本发明技术方案支持嵌套实施，逐层上报，但本实施例仅优选包含水分仪的电控子站实施与电控主站-服务器同样的自动防差错系统。
可以看出，本实施例中，在总控室的服务器中统一建立了参数包下发通道，分牌号分工序建立工艺参数数据包，将每个牌号的水分仪通道设定、出口水分、温度、出柜入柜牌号批次信息、加香加料比例、加香加料精度等工艺参数形成完善的配方参数表，下发到对应的本地生产工序。在开始生产前，总控室将生产牌号信息、生产批次信息、配方原料信息、设备操作信息、工艺参数信息等电子参数信息下发到相应的生产工艺段。现场工艺段电控主站PLC通过网络传输接收到相关电子参数信息，进行二次校验，从而保证了生产中的防差错管理。
容易理解的，本发明的自动防差错系统，并不限定各个模块的实现必须是全部基于现有系统硬件的，在其他实施例中，可以通过增设硬件的方式实现本发明的自动防差错系统。
下面通过一个应用实施例，以进一步说明本发明技术方案的效果。
参考图1，在开始排产时，总控操作工在服务器上进入中控系统，依次进入对应的工艺段，选取一条第一数据表的记录，并添加当前批次计划排产产品的生产牌号信息、生产批次信息、生产流量信息以配置当前各工艺段的工艺参数，也可以直接从第一存储模块调取以前的第一工艺参数数据包配置工艺参数。人工确定各个工艺段的工艺参数，确认下发时，触发第一存储模块保存当前工艺参数为第一工艺参数数据包。
各工艺段现场操作工在其电控主站上配置或者确认当前批次生产工艺时，所述第二存储模块将当前工艺参数保存为第二工艺参数数据包；
各工艺段现场操作工在其电控主站上启动当前批次生产前，所述对比模块接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与本地的第二工艺参数数据包对比，当对比一致时，启动该工艺段电控主站的各个电控子站的生产过程。
可以看出，本发明技术方案主要针对制丝生产线设备在正式生产前，总控室服务器在向本地现场生产设备下发电子参数包信息时出现的差错预防。电子参数包涉及的范围包括生产牌号、生产批次、生产流量、原料配方、工艺参数(水分、温度、加料加香比例、加料加香瞬时精度及累计精度等)、设备操作参数(负压值、蒸汽阀门开度、加水流量、工艺气体温度、排潮风门开度等)。将以上所有总控室下发的电子参数包信息与现场操作屏实际生产的信息数据，在现场电控主站的PLC中进行信息比对，如果信息一致则允许设备生产，不一致则会发出报警反馈信息。
Claims (7)
1.一种制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，包括：第一存储模块、第二存储模块、下发模块、对比模块和报警反馈模块；其中，
所述第一存储模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，用于分批次、分牌号、保存各工艺段的第一工艺参数数据包；
所述第二存储模块，设置于制丝环网各工艺段的电控主站上，用于保存本工艺段的第二工艺参数数据包；
所述下发模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，用于根据批次和牌号向各个工艺段下发该工艺段的第一工艺参数数据包；
所述对比模块，设置于制丝环网各工艺段的电控主站上，用于接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与当前电控主站选定的第二工艺参数数据包对比，如果不一致，则向所述报警反馈模块发送异常信号；
所述报警反馈模块，设置于制丝环网总控室的服务器上，在接收到所述对比模块的异常信号后，向与所述服务器连接的客户端推送报警信号。
2.根据权利要求1所述的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，其特征在于，所述第一工艺参数数据包和第二工艺参数数据包均包括：生产牌号信息、生产批次信息、生产流量信息、配方原料信息、设备操作参数信息和工艺参数信息。
3.根据权利要求1或2所述的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，其特征在于，所述第一工艺参数数据包和第二工艺参数数据包均使用字符串格式保存。
4.根据权利要求1所述的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，其特征在于：通过以下方法使用该系统：
总控操作工在所述服务器上向各工艺段下发其工艺参数时，所述第一存储模块将下发的各个工艺段的工艺参数分工艺段保存为第一工艺参数数据包；
各工艺段现场操作工在其电控主站上配置当前批次生产工艺时，所述第二存储模块将当前工艺参数保存为第二工艺参数数据包；
各工艺段现场操作工在其电控主站上启动当前批次生产前，所述对比模块接收本工艺段的第一工艺参数数据包，并与本地的第二工艺参数数据包对比，当对比一致时，启动该工艺段电控主站的各个电控子站的生产过程。
5.根据权利要求1所述的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，其特征在于，包括与工艺段电控主站通讯连接的电控子站，其中连接水分仪的电控子站使用一拖一的profinet网络协议与其操作面板通信连接。
6.根据权利要求1所述的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，其特征在于，所述工艺段包括片烟生产段、叶丝生产段、掺配加香生产段、烟梗预处理生产段和梗丝生产段。
7.根据权利要求1所述的制丝工艺设备错混牌自动防差错系统，其特征在于：包括数据表模块，所述数据表模块包括设置在所述服务器上的第一数据表模块，以及设置在所述电控主站上的第二数据表模块。
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