关键词：监控管理系统；生产监控；信息管理

    付文宽（1973—）
（秦皇岛烟草机械有限责任公司，河北  秦皇岛  066001）毕业于合肥经济技术学院，现任秦皇岛烟草机械有限责任公司电气工程师，主要从事烟机产品的电气设计，曾参与多个项目的开发、安装和调试工作。

1     引言

    在卷烟行业中，随着生产管理现代化水平的不断提高和日趋完善及对信息化平台建设的日益重视，企业对生产过程中的监控管理系统功能的要求以及大量生产数据的采集、记录和处理的要求也越来越高。

    制丝线监控系统作为整个烟草制造企业的生产制造中心，是集生产控制、数据采集、数据记录及管理、监控调度和生产信息管理于一体的控制系统。监控管理系统需要满足整个企业信息化(ERP系统或MES系统)平台建设的需求，一方面要保证生产线的安全运行，另一方面要考虑与生产信息管理系统无缝嵌入，包括通过MES系统实现信息的交互。

    南宁制丝线监控管理系统是按照信息化管理需求设计的监控系统。
　　
2     系统结构

    南宁制丝线控制系统总体结构框架采用现场总线以及分布式I/O技术。现场总线结构采用ControlNet网络，上位机系统通过ControlNet总线与各控制段PLC联接进行数据的传递与交换，完成对整个系统生产过程的参数与运行状况的监测与控制。

    监控管理系统硬件配置如图1所示。

    监控系统结构设计上采用Client/Server模式，两台I/O数采服务器构成SCADA冗余系统，实现故障的自动切换；生产监控计算机作为客户端连接到IO服务器上，实现生产过程的数据监控；数据库服务器采用冗余结构，选用GE公司Proficy Historian实时历史数据库来记录存储生产数据；Web发布机设置为监控画面发布，实现远端的生产监控和诊断服务。

    南宁制丝线控制系统由三部分构成：现场设备控制执行层、数据采集生产画面监控层、生产信息管理层。

    现场设备控制层由PLC控制，采用DeviceNet现场总线网络构成设备控制层通讯链路，实现对现场设备的数据传输和生产控制等，PLC之间采用ControlNet控制网络连接到冗余的数据采集服务器。画面监控层采用iFix组态软件，监控室计算机用TCP/IP以太网构成上位通讯链路满足集中监控层数据通讯要求。生产信息数据管理层实现对生产过程数据的分析和处理，并与ERP或MES系统实现数据交互。整个系统以全集成自动化为目标。
　　
3     监控管理系统的功能与设计

    集中监控系统主要完成对生产过程的实时监视与控制，同时采集生产数据、报警数据、过程数据供生产管理系统使用。系统首先通过管理网络从生产管理系统中获取和生产过程相关的配方信息、工艺标准信息、生产计划信息和作业任务信息，然后通过监控网络将生产指令信息、控制参数信息下达到设备控制系统中，操作生产线完成生产过程。另外系统将实时采集到的各类数据通过管理网络传送到数据库服务器，供生产管理系统和厂级MES、ERP等系统使用。

    制丝线集中监控系统首先是设备控制系统的图形化体现和生产管理系统与生产控制系统的交互层。集中监控系统以I/O服务器为核心，通过ControlNet总线网络将制丝线各生产线的主控PLC、各个控制段以及单机控制系统的主控PLC和I/O服务器连接起来，实现方便快捷的数据交换，并最终由I/O服务器将采集的数据存储到车间数据库服务器和提供给监控计算机、现场操作查询终端进行集中监控和信息查询，同时通过Web服务器将生产线的实时监控信息发布到厂级管理部门，便于整个烟厂的相关部门都能够方便快捷的实时获取制丝线的生产信息，了解生产进度和协调生产过程，彻底消除制造环节的“信息孤岛”；其次，集中监控系统是其他业务系统与生产相关信息的表现者和执行者，通过集中监控系统，生产计划得以实现，各种原料被加工成为合格的产品，视频监控信息、设备状态报警信息、生产统计信息和生产质量信息得以在系统中显示，使操作员能够及时发现制丝生产过程中的潜在问题，使事故消灭在萌芽阶段。

图2  监控系统数据信息流向图

    3.1    生产监控功能

    （1）显示功能：监控机通过设备模拟图分别显示各生产段的生产运行状况，显示实时生产参数。以棒图和曲线趋势图显示工艺段重点工艺参数趋势变化，能同时显示所选时段的标准偏差和相关生产信息（班次、牌号、批次等）。以数字（精度满足工艺要求）及直方图显示模拟量当前测量值或设定值，并标识工程单位，报警状态闪烁显示。以动态图形及不同的颜色显示电机、电磁阀、光电管、限位开关、接近开关等元器件的当前工作状态，报警状态闪烁显示。显示加料、加香和烟丝掺配的实时控制精度、批次统计表，具备瞬时精度自动采样功能。

    （2）维护功能：工程师管理计算机主要管理现场所有PLC的程序工作状态，在线对程序进行修改和维护。

    （3）控制功能：组合操作可以实现全线各工艺段自动运行和停止，当有选择不同工艺要求时，可以选择组启动和组停止，贮柜的进出料选择和显示每台贮柜的信息。设定小段电机操作的控制方式（如每台贮柜的进料和出料可分别设定手动/自动方式）。设置“信号灯测试”功能，对各类信号灯进行测试。设置“信号检测功能”，对启动前的各项准备条件进行检测，并显示错误信息。显示相关工艺段设备的运行状态，通过参数表、控制器的形式显示及设定主要工艺参数和控制参数。

    （5）质量管理功能：对监控系统记录的生产参数数据用质量检测经验公式或按用户要求对产品质量信息进行分析统计，对主要生产检测指标，质量指标及在制品的批次质量跟踪信息进行整理、收集和分析，准确了解烟丝质量情况，及时发现生产中存在的质量问题，为监控管理人员提供正确决策的保障，对车间的生产过程做出相应的调整。

4     结论

    本系统是集生产控制、数据采集、数据记录及管理、监控调度和生产信息管理于一体的控制系统，并结合MES信息化平台的信息数据要求规划实施的。系统采用iFix组态软件，将系统实时监控、底层PLC控制和生产数据分析结合起来，设计出了满足生产现代化管理要求的生产监控管理系统。该监控管理控制系统已成功的运行于南宁卷烟厂制丝生产线中，系统稳定可靠，操作简单，满足用户的监控要求。