(編者:白博士的報(bào)告提出了兩個(gè)非常重要的問(wèn)題,一是紡織行業(yè)如何使用自動(dòng)化控制系統(tǒng),并使生產(chǎn)工藝過(guò)程做到*監(jiān)控;二是在紡織行業(yè)一直采用的PLC控制,受到了FCS的挑戰(zhàn),事實(shí)證明,紡織行業(yè)用上基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線是*的技術(shù)進(jìn)步。兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)都值得贊許和推廣)
SGL樂(lè)威牛仔布有限公司是宜興樂(lè)祺紡織集團(tuán)和美國(guó)牛仔布百年企業(yè)SWIFT合資的生產(chǎn)牛仔布的企業(yè),是世界上許多*為主要客戶的原材料供應(yīng)廠家,主要產(chǎn)品有成年男女裝、少年服用牛仔,制服、運(yùn)動(dòng)服、休閑牛仔,特深藍(lán)牛仔布、打底、套面、涂層牛仔布、天絲、彈力等特殊纖維牛仔布。
白景全博士在大會(huì)作報(bào)告
樂(lè)祺紡織集團(tuán)是全國(guó)印染行業(yè)“企業(yè)”,生產(chǎn)線配備世界上的MorrisonRopeDye染色機(jī),WestPoint球經(jīng)機(jī),全自動(dòng)化祖克漿紗機(jī),以及PicanolOminiPlus800型和GAMMAX型織機(jī),燒毛-絲光-拉斜-定型后整理一體化Monfort長(zhǎng)車(chē)以及MonfortEX預(yù)縮機(jī)。生產(chǎn)車(chē)間單體廠房5萬(wàn)多平方米,總園區(qū)面積500多畝用地。2007年底投產(chǎn),已經(jīng)陸續(xù)向歐美日市場(chǎng)推出100多個(gè)牛仔布品種。公司采用美式企業(yè)管理模式和管理流程,各分廠、車(chē)間*通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行工藝和現(xiàn)場(chǎng)的管控,以及中央集成控制。
一、紡織行業(yè)的發(fā)展瓶頸
紡織行業(yè)是勞動(dòng)密集型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)流程長(zhǎng)、控制條件多,工藝的再現(xiàn)性差。并且是
以訂單為主導(dǎo)的低附加值的加工模式,以被動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)為主,競(jìng)爭(zhēng)力不高。如何在行業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)印染自動(dòng)化是提升行業(yè)水平的關(guān)鍵。
我公司在分析了當(dāng)前的問(wèn)題后,認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)會(huì)給紡織行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。正視目前紡織機(jī)械設(shè)備的智能水平,才有可能使工藝條件的集中控制成為可能。
圖一:樂(lè)威牛仔布生產(chǎn)線系統(tǒng)配置示意圖
在長(zhǎng)流水線現(xiàn)場(chǎng)工藝變化得到了有效管控后,設(shè)備的預(yù)測(cè)性維護(hù)改變了傳統(tǒng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的觀念。使設(shè)備的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測(cè)量為過(guò)程成本的細(xì)化控制提供了必要基礎(chǔ)。
在紡織工業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制技術(shù)為紡織工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展提供了機(jī)遇。為知識(shí)性企業(yè)、產(chǎn)品型企業(yè)提供了必要條件。
二、樂(lè)威牛仔布生產(chǎn)線簡(jiǎn)介
采用了FF現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)控制核心大機(jī)臺(tái)生產(chǎn)線運(yùn)行。包括:24束Morrison染色機(jī)、雙槽雙軋祖克漿紗機(jī)、Monforts拉幅定型機(jī)、Monforts縮水機(jī)。
裝置的主控系統(tǒng)選用DeltaV,上位機(jī)共11臺(tái),包括ProPlus站1臺(tái)、工程師站1臺(tái)、操作員站7臺(tái)和應(yīng)用站2臺(tái)。現(xiàn)場(chǎng)有4對(duì)MDPlus控制器和I/O儀表接口512個(gè)。為提高整體控制水平,系統(tǒng)安裝了*的智能設(shè)備管理軟件AMS。(參見(jiàn)圖一)
FF現(xiàn)場(chǎng)儀表的連接與配置情況
裝置采用了P+F公司的Powerhub和總線電源調(diào)節(jié)器以及P+F基本型物理層診斷模塊,共計(jì)78個(gè)網(wǎng)段,一個(gè)網(wǎng)段上平均6臺(tái)設(shè)備,zui多的有10個(gè),zui少的4個(gè)。120多個(gè)控制回路中,絕大部分以單回路為主,其執(zhí)行控制作用的PID功能下放到智能閥門(mén)定位器中執(zhí)行(見(jiàn)圖一)。
三、紡織行業(yè)選擇FF技術(shù)的考慮
紡織行業(yè)生產(chǎn)流水線長(zhǎng),傳統(tǒng)控制方案不利于集中管理與分散控制。總線應(yīng)用可以給工廠帶來(lái)的以下*性:
l集中管理:所有信息都可以自下而上的進(jìn)入控制系統(tǒng)畫(huà)面顯示,報(bào)警,排除工廠盲點(diǎn)。
l分散控制:PID控制都分散到現(xiàn)場(chǎng),降低風(fēng)險(xiǎn),避免停車(chē),節(jié)約成本,提高系統(tǒng)可靠性。
l減少投資:節(jié)省電纜,橋架,減少機(jī)柜數(shù)量和空間
l提高調(diào)試效率,加快項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)程。
l現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有智能預(yù)警功能,可實(shí)施預(yù)診斷維護(hù)。改進(jìn)設(shè)備維護(hù)方法,避免事故發(fā)生,節(jié)約工廠常規(guī)維護(hù)成本。
四、FF實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)-安裝成本節(jié)省
1)與傳統(tǒng)PLC方案相比,模擬量信號(hào)電纜減少75%,I/O卡件和底板也相應(yīng)的減少;機(jī)柜數(shù)量比傳統(tǒng)方案節(jié)省一半。(參見(jiàn)表一)
圖二:FF系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)顯示工藝路線清晰,便于操作
2)FF儀表與傳統(tǒng)儀表相比,具有多變量測(cè)量能力,使監(jiān)控更方便。控制回路下放到現(xiàn)場(chǎng)分散執(zhí)行,zui大限度的分散了控制風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)紡織行業(yè)來(lái)說(shuō),降低風(fēng)險(xiǎn),避免停車(chē)就等于節(jié)約成本,提高生產(chǎn)效率。
3)使用AMS設(shè)備管理軟件,實(shí)現(xiàn)儀表遠(yuǎn)程調(diào)試、組態(tài)與故障診斷,可以讓儀表人員在控制室就對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表情況了然于胸。
五、FF總線應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
1)要充分認(rèn)識(shí)到技術(shù)培訓(xùn)的重要性:
FF總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)設(shè)備相比,在維護(hù)和使用上有一定差別,維護(hù)儀表的方式和理念也與傳統(tǒng)系統(tǒng)有所區(qū)別。
2)要充分發(fā)揮FF智能系統(tǒng)和設(shè)備的功能,以方便于回路測(cè)試、儀表調(diào)校、設(shè)備預(yù)警、狀態(tài)分析以及設(shè)備管理等,儀表管理團(tuán)隊(duì)還需要接受技術(shù)培訓(xùn),應(yīng)用中積累經(jīng)驗(yàn),不斷提高應(yīng)用水平。
3)必須重視安裝質(zhì)量:
基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線是雙向、全數(shù)字的通訊系統(tǒng),可以為工廠帶來(lái)豐富的現(xiàn)場(chǎng)信息,為了保障通訊的高質(zhì)量和穩(wěn)定,安裝時(shí)施工的質(zhì)量至關(guān)重要。
按我們對(duì)總線的使用經(jīng)驗(yàn),80%以上的通訊故障是因?yàn)榘惭b問(wèn)題造成的。在施工完成后和在以后的維護(hù)中按照總線安裝標(biāo)準(zhǔn)檢查網(wǎng)段,是排除通訊故障的一個(gè)重要手段。
六、FF總線應(yīng)用注意的問(wèn)題
在樂(lè)祺紡織,F(xiàn)F總線控制系統(tǒng)整體安裝情況較好,但也有一些問(wèn)題需要注意:
部分現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)線接反。按照FF規(guī)范,現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)信號(hào)正負(fù)極不敏感,不影響信號(hào)傳輸。但安裝施工中還是應(yīng)該注意此問(wèn)題。
生產(chǎn)線上灰塵較大,由于控制器機(jī)柜都放置在現(xiàn)場(chǎng),控制器,F(xiàn)F接口卡和FF電源調(diào)節(jié)器都極易積灰。因此機(jī)柜的防塵工作也需要重視。
FF總線應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)-凝結(jié)水問(wèn)題
在樂(lè)威牛仔布生產(chǎn)線上,由于工藝原因,有大量水蒸氣產(chǎn)生。有凝結(jié)水從電纜引入口進(jìn)入儀表內(nèi)部,引起網(wǎng)段上的儀表通訊故障。對(duì)此,在施工時(shí)應(yīng)作相應(yīng)防水處理,或在電纜引入套管上開(kāi)孔使凝結(jié)水由孔中排出。
表一:與PLC相比,F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線有非常好的信息可傳輸特性
結(jié)束語(yǔ)
基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,系統(tǒng)和總線設(shè)備已趨于成熟,有了大量的成功應(yīng)用案例。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)作為工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向,為我國(guó)紡織工業(yè)的自動(dòng)化領(lǐng)域提供了良好的機(jī)遇。
我公司牛仔布生產(chǎn)線上應(yīng)用的FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)自2007年12月投運(yùn)至今,運(yùn)行情況良好。控制系統(tǒng)采用Emerson公司的DeltaV,組態(tài)簡(jiǎn)單,易學(xué)易用,取代了生產(chǎn)線上傳統(tǒng)的PLC控制。DeltaV系統(tǒng)軟件Inspect能有效的監(jiān)測(cè)控制回路以及現(xiàn)場(chǎng)儀表的健康狀態(tài),工廠運(yùn)行情況一目了然。(參見(jiàn)圖二)
通過(guò)實(shí)踐,我們認(rèn)識(shí)到現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)使傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化,使自控系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化的方向邁進(jìn)。
目前,F(xiàn)F總線在紡織行業(yè)還未達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用。由于現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)能替代傳統(tǒng)生產(chǎn)線上的PLC控制,而且具有很好的性價(jià)比。隨著現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線產(chǎn)品使用的普及,現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線系統(tǒng)技術(shù)必將在紡織自動(dòng)化中得到普遍使用和長(zhǎng)足的發(fā)展。
FF的應(yīng)用為紡織企業(yè)向知識(shí)型企業(yè)提供了可能,但自動(dòng)化系統(tǒng)不是一切,它的應(yīng)用效果zui終取決于應(yīng)用它的人和企業(yè)環(huán)境:企業(yè)自上而下的認(rèn)識(shí);企業(yè)研發(fā)策略和方式上的轉(zhuǎn)變;專(zhuān)業(yè)人才的配套和培養(yǎng);配套的信息系統(tǒng)等,這些條件都要一起上,才可能獲得事半功倍的效果。