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Foundry Equipment

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Eyeglass Solidifying

某大型跨国电子企业的厂务监控系统

1、引言
某家大型的跨国公司主营业务为生产和经销电子元器件,该电子器件是比较简单的,单只的体积小,价格低廉,但对生产环境的要求十分严格,比如环境温度.空气湿度等。否则会生产出不合格产品,又由于此种产品又不可能全部精确检验。
----为了确保产品质量,我们为其设计并实施一套厂务监控系统,将全厂的生产辅助设备的工作状态以及生产环境等参数集中监视起来,使设备管理人员能够及时了解设备状况及生产情况,从而能够及时调整生产环境,排除设备隐患,使产品质量充分得到保证。
2、信号组成
----厂务系统主要包括生产辅助设备及辅助条件,这里不包括元器件的生产设备。该厂半导体的生产主要需要以下一些辅助设备及条件:
a. 工厂配电设备.
b. 负责在冬天保持环境温度的锅炉供水系统.
c. 负责在夏天平抑环境温度的空调系统.
d. 冷却水及冰水系统.
e. 为保持空气温度及相对湿度而建立的新风系统.
f. 生产设备所需的压缩空气
g. 生产设备所需的高压水
h. 消防系统
---- 以上系统所需采集的信号大致可分为以下几种:
a. 压力信号
b. 流量信号
c. 液位信号
d. 温度信号
e. 湿度信号
f. 露点信号
g. 电压,电流信号
h. 功率,功率因数,电量信号
3、技术构思
根据用户要求及现场情况,我们决定采用西门子公司S7-400型PLC承担信号采集工作,又根据现场将要采集的信号位置分散的特点,采用了西门子公司Profibus现场总线中的远程I/O即DP技术。各传感器信号就近接入Profibus子站,这样可以最大限度的减少现场接线工作,并且因为走线距离短,可以减少信号衰减和各种干扰对信号的影响。
---- 作为监控系统的核心的人机交互系统,我们采用西门子工业控制计算机和工业显示器作为人机交流的物理介质,计算机上除运行Windows NT操作系统外还运行西门子公司Windows Control Center组态软件作为人机界面,通过计算机屏幕将组态的信息以文本,画面,报警等多种形式呈现给管理人员。为了对生产及设备进行更好的管理,拟运用WinCC的数据归档功能将所有监控的信号做为期一年的存档,这样,用户可以随时查阅过去一年与生产有关的参数的值及其变化曲线。
4、网络结构及网络特性
----在所监控的设备中包含有ATLAS公司的空压机和施耐德公司的中压控制器,此两种设备中预装有施耐德公司的MODBUS通讯模板,为在实现功能的前提下尽量减少用户的负担,我们采用西门子公司的CP341通讯模板直接与此两种设备通过MODBUS协议进行通讯,MODBUS网络结构与Profibus DP网络结构类似也为主从结构,一个主站可以连接32个从站,通讯速率为9.6Kbit/S到38.4Kbit/S可选。当然如果能在两种设备中增加Profibus DP通讯模板会使网络结构更加合理,.工程实施更加方便,但为了合理利用现有资源,我们还是采用了前一种方案。

----整个监控系统的网络结构见下图:

5、监控功能简介
----本监控系统将监控内容按照所接入的Profibus分站分为八个部分。每个分站均含有一幅或几幅画面用来显示要监视的信号,这些信号有些把实际数值直接显示在屏幕上,有些则是通过动态棒图或其它的形式来展示。每幅画面中均包含进入其它分站的按钮,点击这些按钮就可直接进入其它分分站。这使浏览路径尽量简化。
----系统提供了全部被监视信号在最近半年或一年的过程值的连续记录,并可以通过连续曲线图表现于历史查询画面中,每个画面中均有一个或几个曲线图窗口,窗口包括过程值的数值坐标,时间坐标,在当前时间坐标内的变化曲线, 并有趋势图设置菜单条，包括模板调整、时间范围设定、局部放大等功能。
----本监控系统为用户提供了及时与详尽的故障报警,报警共分为三个等级,按照故障的主次程度排列,与生产关系最紧密的设备故障或最重要的过程值超过设定值被列为一级报警。二级、三级报警依次类推。对于一级报警，系统除在报警画面中作出相应提示外，还以警铃与警灯提醒用户报警的严重性。如果发生第二级报警，系统除在报警画面中作出相应提示外，还以警灯提醒用户这是次一级的报警。对于第三级报警，系统只在报警画面中作出相应提示。
----在除报警画面以外的所有画面中的底部均有一个报警条，随时刷新出现的报警,报警条中包含报警级别,报警时间,报警设备等信息。监控人员在发现有报警出现后即可对报警设备作出及时的处理。
----报警条的显示有三种型式:
1. 报警出现: 此时报警条的颜色为红色.
2. 报警消失: 此时报警条的颜色为绿色.
3. 报警确认: 此时报警条的颜色为黄色.
----系统提供方便的打印功能,能够将监控值的瞬时值按照顺序打印出来,也可将某一过程值在某一时间段内的变化曲线打印出来。
7 应用状况
----上面介绍的监控系统从2000年1月至今一直正常运行, 信号采集可靠,网络传输稳定,人机界面清晰明确,为设备管理人员把握设备状况,及时发现设备隐患及总结设备管理经验提供了极大的帮助。在此监控系统投入使用以前,该厂的设备管理人员必须不停的奔走于各个设备之间,记录设备的各种运行参数,既浪费人力又浪费时间。现在设备管理人员只需要对设备进行循检,既定期对设备进行检查,记录参数并与监控系统的指示进行比较。
8 结语
----本文介绍的厂务监控系统不仅适合与这样的电子生产厂,也适于其它设备分散,又需要对设备及生产环境进行长期监控的场合。本文所述的厂务监控系统是在已完全建成并正常生产的工厂建立,因此缺少控制功能,如果在建厂初期就设计监控系统,则既可以实现集中监视功能又可以集中控制功能,这样将使集中监控系统发挥更大的优势。