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航天云网设备物联接入平台解决方案

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一、案例背景与目标

1、项目背景

公司是2010年在江西鹰潭投资、注册设立的铜加工企业。主要以有色金属加工为主,生产电线、电缆和各种规格的裸铜线、镀锡线,属于较为传统的工业企业。近年来伴随着市场需求的变化、国家政策的驱动、新技术的普及和新模式的应用,加速推动了传统企业的转型升级。公司准确把握住了时代发展的趋势,在企业管理方面,通过ERP系统的导入,实现了财务、库存及供应链等层面的精细化管理。在生产加工方面,对原有的中拉,小拉及退火等35台设备(未来还将引入10套拉丝智能化装备)进行了自动化及数字化改造,实现生产过程的智能化管控。

拉丝机设备的连续运行状态对产品质量具有重要意义,传统的监控方式不能有效保证对设备的状态了解,迫切需要实现设备联网,实现远程监控,保证设备的有效运行。同时,为了进一步提升加工效率,能够实现底层设备的数据与上层业务管理系统的数据对接,以及实现生产指令的自动回写。

2、实现目标

1)实现设备数据采集与远程监控管理。采用设备网络和NB-IOT的方式采集目前已有的35台改造设备(中拉、小拉及退火设备)及10台智能化拉丝机的数据采集与监控。同时需要通过统一平台对设备接入的数据进行管理及对上层业务系统的数据对接。

2)实现设备数据与上层业务应用的互联互通。目前有两块的对接需求,一是要接收ERP生产计划中的“产品规格”、“设备编号”及“计划重量”信息。二是要将“产品规格”、“计划重量”信息写入到对应智能化拉丝机的上位机程序中。

二、实现方案介绍

1、总体设计

江西航天云网公司依托航天云网INDICS平台设备物联接入平台接入设备云管家,为公司开发了设备物联接入管理系统,并加入云应用中心,作为企业INDICS上云的入口。

系统总体架构分为控制层、执行层和计划层,执行层又分为采集层和平台层,采集层实现对拉丝机及退火机关键工艺参数采集与数据回写,平台层实现设备接入数据管理及系统(金蝶ERP和安驰数控系统)间数据互联互通。

1 系统总体架构图

 

2、数据采集

现场30台拉丝设备和5台退火设备均加装了和利时PLC(以下简称PLC),PLC均支持网口通信,所有PLC通过网线直连至和利时交换机,交换器与三楼服务器连接,数据的采集过服务器上安装的force view组态软件执行(需进行点表配置)。

2物联网拉丝机

 

PLC的详细信息如下:

型号

接口类型

支撑协议

LE5107E

串行通讯、Profibus-DP现场总线、工业以太网和GPRS通讯

ModbusRTU

ModbusTCP

Profibus

LE5403

串行通讯、Profibus-DP现场总线、工业以太网和GPRS通讯

ModbusRTU

ModbusTCP

Profibus

LE5108

串行通讯、Profibus-DP现场总线、工业以太网和GPRS通讯

ModbusRTU

ModbusTCP

Profibus

LE5340

串行通讯、Profibus-DP现场总线、工业以太网和GPRS通讯

ModbusRTU

ModbusTCP

Profibus

LE5321

串行通讯、Profibus-DP现场总线、工业以太网和GPRS通讯

ModbusRTU

ModbusTCP

Profibus

1 和利时PLC信息表

另外公司新采购了10台安驰智能拉丝机(以下简称安驰),安驰使用的是自研系统,提供标准485通讯接口,底层支持ModbusRTU协议,支持数据的上传及回写。

3、建设内容

采集的工艺参数包括设备运行状态(开关状态)、断线报警、耗电量、生产重量等(具体信息需现场根据点表确认);

10台安驰智能拉丝机,采用NB-IOT的方式进行采集;

目前ERP的生产管理模块调用我方接口,写入“产品规格型号,工单号、计划产量、机台编号、人员ID”,向ERP做完工汇报时调用金蝶接口,通过工单号,向ERP接口写入“班次产量”;

ERP生产计划主动推送至物联网平台,平台提供集成接口。

4、数据集成监控

实现数据互联互通需求,避免数据孤岛,保证数据的统一性和完整性,系统提供与ERP和设备上位机程序的集成接口。接入ERP生产计划信息,包括产品规格、设备编号及计划重量,与设备采集参数绑定,便于生产计划跟踪及产品追溯。同时将“产品规格”信息写入到对应设备的上位机程序中。设备数据集成效果如下:

3 生产现场设备数据集成监控图

4 设备数据显示界面

 

三 、实施效果

设备物联接入系统上线运行以来后给企业带来的效果如下:

1、提升生产质量的稳定性。设备远程监控有效保证了设备的运行稳定性,有效地保证了生产质量,减低了次品率和原材料损耗。

2、提高了生产办公工作效率。设备生产数据和ERP的打通,生产指令的自动下达,提升了工作效率20%以上。

3、强化了现场精细化管理。平台支持以工单为最小管理单位的报工操作,现场工作人员在下工后可通过按钮的点击直接完成工单的汇报,所有信息实时同步至 ERP 系统,实现了管理上一天一报一单一报的转变,做到了对现场精细化的管理;

4、实现了降本增效。以前工人在称重过程中容易产生人为的称重误差,在拉丝数据采集后,根据采集的拉丝长度自动换算出重量作为人工称重的检审,解决了因手工记录重量而带来的漏计,多计等问题,有效降低了人为误差,节约成本;

5、提供及时准确的决策支撑。公司领导根据生产过程综合统计分析数据,为设备管理、精益生产等方面的有效决策提供支撑,进一步提升公司经营效益。

四、推广分析

设备数据的采集事先设备上云是工业互联网的基础也是关键。航天云网设备物联接入平台可以采用自研的接入网关、第三方接入网关或者4G/5G模块直连的方式进行灵活的设备接入,实现与企业上层业务管理系统数据互联互通,信息集成,在云端设备运管家直接应用,具有广阔的应用推广前景。

 

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