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    紫金桥软件在工艺设备数据采集及产品跟踪系统上的应用

    一 概述
    产品质量是企业生存和发展之本,产品质量管理作为产品出厂最后一道关口,对保证产品质量起着至关重要的作用。工艺设备数据采集及产品跟踪系统可实现对产品质量的实时跟踪管理,所有工艺数据实时采集、存储和应用,自动统计每天的生产日报,每月的生产报表,每个产品的质量跟踪报表等。
    二 设计目标
    采用自动化、信息化的技术,解决人为因素导致的产量和质量问题;
    设备运行信号、设备紧急停机信号、对应的故障工位号及故障类型信号和故障恢复信号的采集;  
    设备、工艺数据正常生产状态和故障停机状态的监控与自动报警;
    生产信息、产品相关数据及故障信息的历史记录存储、统计、查询功能;
    参数的实时曲线、历史曲线、分析曲线;
    设备产量、班组产量以报表形式展示;
    影响产品质量的参数报表追踪,通过分析来提高产品产量和质量;
    工艺参数的追踪,发现操作的潜在问题,产生指导性信息、并能对各个班组的操作水平进行评估、考核;
    本系统具有与外部系统进行数据交换的接口,并可提供网络功能的支持;   
    本系统采用具有实时数据监控软件技术,并根据目前企业信息化发展的特点,既能达到现有需求也可根据监控与管理要求的增加进行扩展;
    促使设计、工程及生产部门提高每个环节的效率,确保成本竞争力以降低成本并捕捉各个层面的创新保持或提高质量水平;
    你的产品质量如何跟踪?出厂之后的产品如何追溯责任人?
    如何获得你产品的出厂信息?如何鉴别你产品的真伪?
    采用本系统,你的产品出厂之后仍可以查到如下信息:
    a. 验证产品的真伪,即具有产品防伪功能。
    b. 产品资料,可以获取产品的名称、规格以及其他的详细资料。
    c. 质检员,可以获取此产品的各工序的质检员、生产者。
    d. 生产日期,此产品的确切的生产日期。

    三 设计原则
    稳定性:采用当前先进成熟的技术和通用性较强的软件产品;
    实用性:合理配置和选取合适的产品型号,使整个系统稳定、可靠和成本节约;
    方便性:完善的管理系统,用户操作方便直观;
    可扩展性及易维护性原则;
    开放性:为保证各供应商产品的协同运行,同时考虑到投资者的长远利益,本系统必须是开放系统,并结合相关的国际标准或工业标准执行。
    四 架构设计


    网络构成依据三层次结构形式[即管理层(或称办公网络)、监控层和生产层三层次结构]设计。此网络结构,可以实现办公网与生产控制网络的隔离,避免病毒从办公网传到生产网中来,保障生产网的安全,并可实现数据的共享。根据现场的生产特点及设计要求,各工作区放置操作站,完成各区工作内容。数据采集服务器,完成PLC数据采集,并将数据提供各工作区操作站和数据仓储服务器。数据仓储服务器负责工程师参数的修改,数据的查询、统计、存储等,再通过办公网络将数据送到管理层对数据进行展现、管理、分析、历史追溯等功能。
    数据采集服务器、操作站与数据仓储服务器间通讯故障时,数据采集服务器、操作站能够对网络断线期间的数据进行缓存,当网络恢复后能自动将数据恢复到数据仓储服务器。数据恢复保证了历史数据的完整性和一致性。
    系统结构图如下
    五 系统功能
    功能概述如下:
    ◆HMI实时监测设备运行参数,根据参数情况做相应处理。
    ◆对参数超高或超低报警,通过多样化的告警形式,如短信、文字、语音提醒、弹出窗口等方式提示大屏中心,或者按照系统预先定义好的设置自动将相关报警信息发送至远程相关人员。
    ◆在授权许可下可对参数进行修改等;
    ◆可进行历史数据查询,显示变化曲线,并可根据历史数据完成各种统计报表或日、月、年报等;
    ◆可对各站点设备进行管理,运行状态、是否故障、运行时间等;
    ◆在授权的情况下可通过网络采用IE浏览器进行WWW远程访问本系统。
    5.1实时监控

    通过组态生成HMI人机界面,动画显示工艺流程形象生动,实时设备的数据监控,技术人员可通过数据分析设备的运行情况,并做参数的调整下发给设备。有现场设备出现故障,技术人员可通过人机界面查看数据,分析问题,解决问题。
    5.2数据采集和存储
    与现场PLC OPC方式通讯,采集设备生产数据如产能数据、设备运行时间、设备状态信息、影响产品质量的重要参数等,完成设备原始生产数据实时采集和数据存储,为实时数据展现、历史追溯和统计分析起到重要的数据依据。为企业建立一个数据仓库,实时数据库对于企业来说就如同飞机上的“黑匣子”。由于企业实时数据存放在统一的数据库中,企业中的所有人,无论在什么地方都可看到和分析相同的信息,操作站的应用程序可使用户很容易在企业级实施管理,诸如工艺改进、质量控制、故障定位维护等,在业务管理和实时生产之间起到桥梁作用,更好地实现企业数字化管理。
    数据存储采用先进的实时数据库+关系型数据库相结合的方式,存储只受硬盘大小的限制。实时数据库存储工艺数据,关系型数据库存储字符型的人工录入、时间等信息,此方式查询速度快、存储时间长、方便数据导出和应用。
    5.3曲线分析
    1) 曲线分析
    A 实时曲线
    实时趋势可以查看某一个数据点在当前时刻的状态,而且实时趋势也可以保存一小段时间的数据趋势,这样使用它就可以了解当前设备的运行状况和工艺参数的执行情况。
    B 历史曲线
    历史趋势可以方便的观察数据库中的重要参数历史点在任意一个时刻的状态,对生产工艺参数追溯,方便了解过去时刻决定产品质量的参数执行情况,有效的为工艺人员提供分析。
    C 趋势分析

    趋势分析能够更加灵活的观察数据参数在任意一个时刻的状态,不同时刻同一参数的对比等。同时提供统计分析功能,可以对任何一段趋势曲线的统计值进行计算,帮助工艺技术员和工程师进行统计分析和工艺的优化。是增强的历史数据分析组件。提供了更多的数据分析手段,在查看统计数据时,确定具体的统计范围,在统计区就会自动计算出相关统计信息。在计算某些统计值时,比如:CP、CPK,还需要用到统计上限和统计下限。选择相关曲线后,您可以通过移动上值线和下值线来动态设置该曲线的统计上下限,可以在历史曲线上做标记说明,同时提供了更多的函数接口,可以导出到EXCEL对数据进行再次分析。
    5.4 报警故障记录
    报警和事件功能
    报警是控制过程或设备状态出现问题时发出的警告,同时要求操作人员做出响应,及时解决发生的问题。事件记录了系统各种状态的变化和操作人员的活动情况,不要求操作人

    员作出响应。当产生一特定系统状态时,比如某操作人员登录到本系统时,事件即被触发。本系统支持“过程报警”、“设备故障报警”和“事件记录”的保存、显示、提醒和打印。
    功能:
    提供重要工艺参数限值报警、偏差报警、变化率报警等多种报警方式;

    提供设备故障报警、故障信息数据进行存储,对故障信息进行报警和恢复,及时了解和解决设备故障,为设备建立“病历库”;
    报警存储和报警查询;
    ?2.事故追忆
    对设备故障或产品质量等事件相关点的历史状态进行详实记录,以便对事故产生原因进行分析。事件的种类、数量、关联点、事件发生前后时间范围等都可以自由指定。




    5.5用户管理
    本系统具有用户管理机制,不同的用户有不同的安全权限,只有授权用户才能访问授权的数据和画面,保证数据的安全性。不同的用户具有不同的权限,只有具有相关权限的用户才能进行相关的操作,能实时修改设定参数,在自动状态时能根据设定参数实现最优化运行。

    5.6数据报表
    报表记录了所有参数,技术人员可以查询,便于合理的统计分析出设备的最佳运行参数,降低运行成本,报表可以打印保存。历史报表对一些重要参数以报表的方式查询显示,可输入开始时间和结束时间来查询一段时间的数据运行情况,直观的分析设置参数信息,并可打印保存和导入EXCEL中分析。
    报表
    A 生产报表
    本系统通过与现场设备的实时通讯获取生产原始数据,无法自动获取的数据采用人工录入的方式,通过对原始生产数据的加工,可以形成各类报表:包括实时数据报表、班报、日报、月报、年报等,报表可查询、打印、导出EXECL等,报表样式可根据客户要求定制。

    B 工艺参数报表
    对产品质量相关的数据进行存储和展现,为提高产品质量提供重要分析数据。

    5.7 图表
    以饼图和棒状图对产量和某一型号或某一批次产品合格率进行直观的展现,可按产品型号、班、日、月、年进行查询。

    5.8 网络功能
    服务器/客户端模式
    对于公司的一些重要部门采用C/S模式
    采用纯客户端方式,客户端无须组态
    启动后自动和服务器同步
    历史数据缓存功能加快历史访问速度
    画面第一次下载后,每次比较只下载更新过的图片或数据,降低网络负荷
    Web发布和IE浏览
    采用系统自带的WEB服务器可以轻松构建B/S结构的网络监控查询子系统
    用户不用安装任何程序即可在任意一台机器通过IE浏览器访问画面
    在有授权许可的情况下,用户可以在世界任何地方通过Internet访问监控画面。这样,技术人员外出,只要能上网就可以查看设备运行情况。
    5.9多种开放接口
    用户可以通过系统提供的API接口,COM控件,OPC服务器、DDE服务器与数据库进行通讯。
    多种开放接口
    用户可以通过系统提供的API接口,COM控件,OPC服务器、DDE服务器与数据库进行通讯
    八 总结

    采用本系统,工作更简单、方便、准确和快捷。通过数据的采集、管理、检索、存档和统计实时化,质量信息和动态地反映生产现状使生产管理者能及时、准确、全面地了解生产情况。产品的自我辨别也是企业保护自己的一种方式,可以防止假冒产品损坏企业声誉。 生产线采用条码管理系统后,可大大提高质量及管理水平,将为企业的决策、管理带来显著的效果。