CN202383480U - 基于erp的连续染色生产线智能集约控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要公开了一种基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，包括车间级监控系统、企业级管理系统、以及用于连接两者的中间信息管理系统。本实用新型建立基于订单的工艺模型，使得机床设备工作时能自动调控生产过程的工艺参数，有效减少人力因素对生产过程和产品质量的影响，提高了产品的质量稳定性，降低了产品单位能耗，提高企业效益。

Description

基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统

技术领域

本实用新型属于纺织印染机械装备自动控制领域，特别与基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统有关。 

背景技术

印染企业是一个劳动密集型企业，对于大中型印染企业而言，在从订单生成到开始生产这段间期，情况尤为复杂。事实上，由于印染行业的生产特点，企业的每一笔订单都不相同：每个客户所需的坯布的质地、要求的印染颜色基本各不相同，这使得企业的产品虽然技术含量不高，但生产的稳定性也不高。造成该状况的原因可从企业的生产流程来分析：销售部门在每签订一笔订单之后，首先把它交给计划部门，由计划科进行手工作业的生产计划排序，然后由计划科将生产计划交给车间主任。与此同时，计划科再将所接到的订单交给企业的技术科，技术科技术员根据样品或订货合同，通过试验制定配方，包括确定坯布的选择和各种染料的配比关系，然后将配方通知生产车间。车间在接到生产计划、以及随后的生产配方之后，首先要向仓库领料，然后由各班组开展生产。如果仓库发现原辅料的库存不足，就不得不临时通知采购部门紧急采购，从而延缓生产过程。而在生产过程中，基本上每一笔订单都会跨多个班组的工作时间，而生产产品却是同一批印染加工过后的坯布，无法严格区分不同班组在当中的工作质量。而在印染过程中每一道工序的染色加工质量和其处理工艺密切相关，如机床转速快慢、水浴温度高度、双氧水浓度和酸碱度的高低都会导致染料的出料不均匀，从而破坏染色质量，导致次品的产生，从而会发生返工、废弃、退货赔偿等各种额外成本的增加。 

为确保生产工艺的准确性，严格控制产品质量，国内现阶段的印染企业基本已在原有机床基础上做过一定的技术改进，采用数字仪表对机床关键参数，如温度、压力、车速、生产量、水流量、蒸汽流量等进行实时显示，以供操作员工参考与调整。这种改进在初期从一定程度上提升了产品质量，但由于数字仪表的数据没有与信息系统进行有效联结，同时也无法利用这些现成的信息对工人的操作进行有效监督，久而久之有些员工不遵守操作规范，随意调整工艺参数以适应个人的产量要求，产品质量仍难保证，结果导致企业的损失。此外，与其他重工业、化工行业相比，印染企业还是一个高耗能型企业，其生产过程中基本都是加热、冷却等间接能耗，这些能源在目前属于粗放型使用，过程中能耗损失很大。而我国现阶段的印染设备在智能化和自动化控制方面技术落后，依靠人工方式实现生产任务调度和产品工艺调整的生产模式，进一步加剧了能源和材料的浪费，导致企业产品单位利润下降。 

为提升企业管理水平，缩短产品生产开发周期和流程，国内很多公司致力于企业级ERP管理系统的研发，形成了一套自营销、生产指令、订单计划、生产计划，车间作业、生产进度、仓库管理、成本核算、人力资源与财务、客户关系管理的完善的管理系统；而为对企业生产过程形成有效监督，国内一些公司也开发了“印染企业能耗监测系统”。所谓能耗监测系统，即在企业改进的机床设备基础上，将有关数字仪表获取的机床关键参数以一定的时间间隔存储在系统中，并对机床设备当前参数进行实时显示。这样，企业管理人员就可对企业生产过程进行实时监督与事后监督。 

上述技术很大程度上提升了企业的管理水平，并在一定程度上规范了员工的操作方式，但由于管理与生产之间未能完全形成智能控制模式，生产过程在很大程度上仍然依靠人工控制方式实现，员工素质很大程度上的决定了产品的质量水平。针对当前经济状况下“招人难，用人难，用人贵”等日趋突出的现象，并响应国家十二五计划中有关节能减排的规划，有必要在印染企业现有设备基础上，通过改进落后工艺、引入现代传感测试控制技术，对机床设备关键参数等进行自动检测与智能控制，从而可有效减少人力因素对生产过程和产品质量的影响，提高产品的质量稳定性，降低产品单位能耗。而对印染企业的现有设备引入现代ERP管理技术，实现企业内各工位、设备、车间，最后到整个企业层面有关生产过程和状态的高效管理和监控，最后建立基于订单的工艺模型，更能进一步提升企业管理水平和生产效益，并最终达到节能减排的目的。 

为了解决上述问题，本发明人设计出基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，本案由此产生。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，建立基于订单的工艺模型，使得机床设备工作时能自动调控生产过程的工艺参数，有效减少人力因素对生产过程和产品质量的影响，提高了产品的质量稳定性，降低了产品单位能耗，提高企业效益。 

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现： 

基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，包括车间级监控系统、企业级管理系统、以及用于连接两者的中间信息管理系统。

所述的车间级监控系统将企业内部所有车间通过车间控制网络相连，实现数据共享；每个车间内配置有若干条连续染色生产线；各连续染色生产线根据工艺要求被分成若干个工位；每个工位上均配置有一套PLC控制系统。 

所述的PLC控制系统包括可编程序控制器、触摸屏、信号调理模块，以及开关信号放大电路；触摸屏主要用于对生产工艺参数进行设置和实时显示；信号调理模块主要用于对来自流量传感器、温度传感器、PH计、碱浓度计、湿度传感器等模拟信号进行滤波和放大处理，并将调理后的信号输入到所述可编程控制器中，以确保信号的准确可靠；开关信号放大电路于将可编程控制器输出的低电平信号转换为与被控对象相匹配的高电平信号，并实现有效隔离，从而确保可编程控制器可有效开启开关阀而不会过电流；可编程控制器中产生的模拟量输出信号用于控制比例阀的动作；比例阀根据工位的不同可用于控制水或者蒸汽的输出大小；可编程控制器还可接收来自液位开关的输入开关信号，据此判断各相应工位是否有补液请求。根据各工位所实现的工艺要求的不同，PLC控制系统均按需进行设计，在模拟量输入输出信号通道数量，以及开关量输入输出信号通道数量上有所不同；触摸屏为相应工位操作员工提供操作界面，通过其可设置该工位相应的工艺参数，如工作温度、酸碱度。 

所述各连续染色生产线均相应配置有一台主控电脑，连续染色生产线各工位上的PLC控制系统之间经以太网连接至相应的主控电脑；主控电脑之间也经以太网相连，并汇入车间控制网络；主控电脑一方面依设定时间间隔读取其所连接PLC控制系统内的存储数据，并将数据保存在相应的车间数据库中；另一方面其接受来自所述企业级管理系统所下达的生产订单和工艺要求，指导车间工人安排生产。 

所述PLC控制系统在实际生产过程中，控制系统实时读取温度、酸碱度、湿度、液位高度等生产信息，并根据相应的工艺要求控制开关阀或比例阀的动作，自动对生产线进行补水、补温等操作，使生产线各工位的温度、酸碱度、水位等保持在工艺要求范围内。 

所述的企业级管理系统由企业级ERP管理系统，办公电脑以及企业管理网络构成；企业级ERP管理系统用于企业的销售管理、生产计划管理、车间管理、仓库管理、品质管理、成本核算管理、应收应付管理 、坯布物流管理；车间管理系统将企业业务部，染化料仓库，技术部经以太网连接起来；业务部向车间管理系统下达生产订单后被车间管理系统调度给相应连续染色生产线的主控电脑，而技术部也根据相应的生产订单派生生产处方及生产工艺并下发给相应车间配料间；配料间则根据生产订单自染化料仓库领取原料，并告知相应主控电脑。此后主控电脑根据生产订单指导车间员工进行生产，并将生产工艺下载到各PLC控制系统，使PLC控制系统对生产线各工位的生产工艺进行自动调整；当完成生产订单所要求生产任务后，主控电脑将记录的生产信息形成统计报表，存储在车间数据库中，以供ERP管理系统查询。 

所述的中间信息管理系统包括中控信息管理系统服务器、企业级数据库和交换机；中控信息管理系统服务器由两台服务器电脑构成，其中一台服务器将所述企业管理网络和各车间经交换机相连，另一台服务器作为该服务器的后备，与该服务器上数据保持同步；当其中某一台服务器故障时，可将另一台服务器接入企业管理网络，避免因服务器故障引起的生产中断，确保企业生产效率。 

采用上述技术方案后，本实用新型的效果在于：本实用新型除具备销售管理、生产计划管理、车间管理、仓库管理、品质管理、成本核算管理、应收应付管理、坯布物流管理等基本功能外，还建立了基于订单的工艺模型。订单生成后，与订单相对应的生产工艺自动下载到终端PLC监控系统，而PLC监控系统则按工艺要求自动调节机床各相应工位的温度、压力、车速、酸碱度、水流量、蒸汽流量等关键参数，无需人工调节，有效减少人力因素对生产过程和产品质量的影响，提高了产品的质量稳定性，降低了产品单位能耗，提高了企业效益。 

车间级监控系统中通过引入现代传感监控技术，实现对企业内诸如退煮漂联合机、布铗丝光机、显色皂洗机等连续染色生产线的关键参数，如温度、压力、车速、生产量、水流量、蒸汽流量等的自动检测与智能控制，减少人力因素对生产过程和产品质量的影响；企业级管理系统中结合现代ERP管理技术，实现染整过程中各工位、设备、车间，乃至整个企业层面有关生产过程、工艺的高效管理和监控；中间信息管理系统通过采用互联网将车间级监控系统和企业级管理系统链接起来，实现染整过程中生产信息及结果的储存，便于企业管理人员对企业生产过程进行实时监督与事后监督，并对车间级监控系统和企业级管理系统中的请求、控制命令进行合理调度。本实用新型实现染整过程减少人为因素对染整质量的影响，最终达到染整系统节能减排，提高经济效益的目标。 

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的系统示意图； 

图2为本实用新型较佳实施例的PLC控制系统示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的基于订单的工艺模型；

图4为本实用新型较佳实施例中落布余热控制系统示意图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。 

参见图1，一种基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，由车间级监控系统1，企业级管理系统2、以及用于连接车间级监控系统1和企业级管理系统2的中间信息管理系统3构成。车间级监控系统1将企业内部所有车间W1至Wn通过车间控制网络N1连接起来，实现数据共享。每个车间W1至Wn内的连续染色生产线L1至Ln根据工艺要求被分成若干个工位A1至An，如水洗、落布余热控制等,系统为每个工位上均配置有一套PLC控制系统。 

参见图2，PLC控制系统由可编程序控制器4、触摸屏5、信号调理模块6，以及开关信号放大电路7构成。其中，触摸屏5主要用于对生产工艺参数进行设置和实时显示；信号调理模块6主要用于对来自流量传感器S1、温度传感器S2、PH计S3、碱浓度计S4、湿度传感器S5等的模拟信号AI进行滤波和放大处理，并将调理后的信号输入到所述可编程控制器4中，以确保信号的准确可靠；开关信号放大电路7用于将可编程控制器4所输出的低电平信号DO转换为与被控对象相匹配的高电平信号，并实现有效隔离，从而确保可编程控制器4可有效开启开关阀S8而不会过电流。可编程控制器4中产生的模拟量输出信号AO用于控制比例阀S7的动作。比例阀S7根据工位的不同可用于控制水或者蒸汽的输出大小。可编程控制器4还可接收来自液位开关S6的输入开关信号DI，据此判断各相应工位A1至An是否有补液请求。根据所述各工位A1至An所实现的工艺要求的不同，所述PLC控制系统均按需进行设计，在模拟量输入输出信号AI、AO的通道数量，以及开关量输入输出信号DI、DO的通道数量上有所不同。所述触摸屏5为相应工位操作员工提供操作界面，通过其可设置该工位相应的相应工艺参数，如工作温度、酸碱度等。 

结合图1-2所示，每条连续染色生产线L1至Ln均相应配置有一台主控电脑C1至Cn，主控电脑与其对应生产线内各工位上的PLC控制系统经以太网相连，而各主控电脑C1至Cn间也经以太网相连，并汇入车间控制网络N。工作时，主控电脑一方面依设定时间间隔读取其所连接PLC控制系统内的存储数据，并将数据保存在相应的车间数据库D1至Dn中，另一方面其接受来自所述企业级管理系统2所下达的生产订单和工艺要求，指导车间工人安排生产，并将工艺参数下载到PLC控制系统中。此时，控制系统实时读取温度、酸碱度、湿度、液位高度等生产信息，并根据相应的工艺要求控制开关阀或比例阀的动作，自动对生产线进行补水、补温等操作，使生产线各工位的温度、酸碱度、水位等保持在工艺要求范围内。 

结合图4所示的落布余热控制系统，进一步详细介绍本实用新型的工作过程。主控电脑根据订单工艺要求，将落布余热需控制的温度范围下载到落布余热PLC控制系统15中。PLC控制系统15通过温度传感器16实时采集落布余热工位的温度，并与系统设定的温度范围进行比较，当实际温度低于目标温度较大时，PLC控制系统15打开开关阀16往烘筒17快速补充蒸汽，使烘干温度快速升高。当实际温度在目标温度附近时，PLC控制系统15控制比例阀18的开度往烘筒补充蒸汽，使烘干温度在目标温度附近波动。此外，PLC控制系统15还通过流量传感器19实时获取生产线的蒸汽用量并存储起来。 

结合图1～图4，企业级管理系统2,由企业级ERP管理系统OE，办公电脑CC1至CCn，以及企业管理网络N2构成。企业级ERP管理系统OE用于企业的销售管理、生产计划管理、车间管理、仓库管理、品质管理、成本核算管理、应收应付管理 、坯布物流管理等。所述车间管理系统WS将企业业务部8，染化料仓库9，技术部10经以太网连接起来。运行时，首先由业务部8向车间管理系统WS下达生产订单12，生产订单12由车间管理系统WS调度给相应连续染色生产线Ln的主控电脑Cn；而技术部10则根据相应的生产订单派生生产处方及生产工艺11，并下发给相应车间配料间13；配料间13根据生产订单自染化料仓库9领取原料，并告知相应主控电脑Cn。此时，主控电脑根据生产订单12指导车间员工进行生产，并将生产工艺11下载到各PLC控制系统An。各PLC控制系统以分配到的工艺参数为调定目标，通过各传感元件实时获取系统状态，并控制相应阀门的动作对工艺参数进行自动调整，直至整个生产订单完成。当完成生产订单12所要求生产任务后，主控电脑将记录的生产信息形成统计报表14，并存储在车间数据库Dn中，以供所述ERP管理系统CE查询。 

结合图1，中间信息管理系统3由中控信息管理系统服务器CS，企业级数据库DB和交换机CM构成。中控信息管理系统服务器CS由两台服务器电脑构成，其中一台服务器将所述企业管理网络N2和所述各车间W1至Wn经交换机CM相连；另一台服务器作为该服务器的后备，与该服务器上数据保持同步。当其中某一台服务器故障时，可将另一台服务器接入所述企业管理网络N2，避免因服务器故障引起的生产中断，确保企业生产效率。 

上述只描述了落布余热控制系统的具体实施方式，对于连续染色生产线上其他工位，如水洗温度控制、煮炼箱温度控制、PH值控制等均可按相应方案实现，只是在实际实现时采用的传感和控制阀门类型和数量不同。其也在本实用新型所要求保护范围之内。 

本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员共知常识。上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，其特征在于：包括车间级监控系统、企业级管理系统、以及用于连接两者的中间信息管理系统。

2.如权利要求1所述的基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，其特征在于：所述的车间级监控系统将企业内部所有车间通过车间控制网络相连，实现数据共享；每个车间内配置有若干条连续染色生产线；各连续染色生产线根据工艺要求被分成若干个工位；每个工位上均配置有一套PLC控制系统。

3.如权利要求2所述的基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，其特征在于：所述的PLC控制系统包括可编程序控制器、触摸屏、信号调理模块，以及开关信号放大电路；触摸屏主要用于对生产工艺参数进行设置和实时显示；信号调理模块主要用于对来自流量传感器、温度传感器、PH计、碱浓度计、湿度传感器等模拟信号进行滤波和放大处理，并将调理后的信号输入到所述可编程控制器中，以确保信号的准确可靠；开关信号放大电路于将可编程控制器输出的低电平信号转换为与被控对象相匹配的高电平信号，并实现有效隔离，从而确保可编程控制器可有效开启开关阀而不会过电流；可编程控制器中产生的模拟量输出信号用于控制比例阀的动作；比例阀根据工位的不同可用于控制水或者蒸汽的输出大小；可编程控制器还可接收来自液位开关的输入开关信号，据此判断各相应工位是否有补液请求；根据各工位所实现的工艺要求的不同，PLC控制系统均按需进行设计，在模拟量输入输出信号通道数量，以及开关量输入输出信号通道数量上有所不同；触摸屏为相应工位操作员工提供操作界面，通过其可设置该工位相应的工艺参数。

4.如权利要求2所述的基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，其特征在于：所述各连续染色生产线均相应配置有一台主控电脑，连续染色生产线各工位上的PLC控制系统之间经以太网连接至相应的主控电脑；主控电脑之间也经以太网相连，并汇入车间控制网络；主控电脑一方面依设定时间间隔读取其所连接PLC控制系统内的存储数据，并将数据保存在相应的车间数据库中；另一方面其接受来自所述企业级管理系统所下达的生产订单和工艺要求，指导车间工人安排生产。

5.如权利要求1所述的基于ERP的连续染色生产线智能集约控制系统，其特征在于：所述的中间信息管理系统包括中控信息管理系统服务器、企业级数据库和交换机；中控信息管理系统服务器由两台服务器电脑构成，其中一台服务器将所述企业管理网络和各车间经交换机相连，另一台服务器作为该服务器的后备，与该服务器上数据保持同步；当其中某一台服务器故障时，可将另一台服务器接入企业管理网络，避免因服务器故障引起的生产中断，确保企业生产效率。

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