14
六公司新聞
分類尼龍66差異化工業(yè)絲自動(dòng)落筒系統(tǒng)2 .
系統(tǒng)關(guān)鍵性數(shù)據(jù)與報(bào)表
落筒數(shù)據(jù)記錄：
系統(tǒng)自動(dòng)記錄落筒過(guò)程中數(shù)據(jù)，包括時(shí)間、日期、機(jī)臺(tái)編號(hào)、絲餅重量（系統(tǒng)預(yù)留的數(shù)據(jù)接口）、操作員編號(hào)、絲餅等級(jí)、自動(dòng)生成的條形碼。這些數(shù)據(jù)都被系統(tǒng)自動(dòng)儲(chǔ)存在SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)中。
落筒數(shù)據(jù)記錄
落筒數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：
在工控機(jī)系統(tǒng)軟件中，可以根據(jù)條件統(tǒng)計(jì)所需報(bào)表。例如，可選擇起始日期時(shí)間和截止日期時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)操作員分組，統(tǒng)計(jì)出這個(gè)時(shí)間段每個(gè)操作員的產(chǎn)量數(shù)據(jù)：總的絲餅數(shù)，總的絲餅重量，給統(tǒng)計(jì)工作帶來(lái)便利。同樣的，還可以根據(jù)起始日期時(shí)間和截止日期時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出產(chǎn)能數(shù)據(jù)。還包括日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、班次報(bào)表等相關(guān)報(bào)表。
1按日期統(tǒng)計(jì)操作員工作量
可根據(jù)起始日期時(shí)間和結(jié)束日期時(shí)間，統(tǒng)計(jì)每個(gè)操作員的工作量情況，這些數(shù)據(jù)可以作為績(jī)效考核依據(jù)。
根據(jù)操作員與日期統(tǒng)計(jì)報(bào)表
2按時(shí)間日期統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)可根據(jù)時(shí)間日期統(tǒng)計(jì)絲餅的總數(shù)量與總重量，對(duì)于一定時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)提供第一手資料。
根據(jù)日期統(tǒng)計(jì)產(chǎn)能報(bào)表
3日?qǐng)?bào)表
為了更好的管理生產(chǎn)，需要對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)管理分析，便于數(shù)值指標(biāo)管控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常與不足，以便及時(shí)改進(jìn)，總結(jié)車間管理經(jīng)驗(yàn)。日?qǐng)?bào)表的作用不言而喻。
日?qǐng)?bào)表
月報(bào)表
月報(bào)表的作用：統(tǒng)計(jì)出每個(gè)機(jī)臺(tái)的絲餅總數(shù)量與總重量。
月報(bào)表
還有其它一些相關(guān)的報(bào)表，可根據(jù)客戶的要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
質(zhì)量追溯查詢功能：
系統(tǒng)還具備輸入條形碼，查詢相關(guān)信息功能。
系統(tǒng)預(yù)留有接入條碼槍直接掃描條碼查詢功能。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
通過(guò)以上設(shè)備及其系統(tǒng)的一些基本介紹，接下來(lái)介紹下整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路：
讓設(shè)備安全
機(jī)器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于不僅要提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還能提供最高質(zhì)量和安全性。設(shè)備安全是重中之重。故障安全是工業(yè)生產(chǎn)無(wú)論從設(shè)備還是系統(tǒng)都必須考慮的重要因素。因?yàn)槿魏喂I(yè)過(guò)程都或多或少地同風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系在一起，從而會(huì)：
● 造成人員傷亡;
● 破壞自然環(huán)境;
● 對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程造成危險(xiǎn)從而有損投資。
不僅如此，大部分的應(yīng)用和工業(yè)過(guò)程都伴隨著更高的風(fēng)險(xiǎn)。比如壓力機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、灌裝機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、傳送與包裝系統(tǒng)、高速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，游藝設(shè)施，高壓工藝過(guò)程、海上石油平臺(tái)技術(shù)、火災(zāi)與煙氣報(bào)警器、燃燒器、索道傳輸系統(tǒng)，等等。這些應(yīng)用需要更為安全的自動(dòng)化預(yù)防和安全控制技術(shù)。雖然標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化的故障率或事故率對(duì)于一般的應(yīng)用場(chǎng)合是可以接受的，但它對(duì)于上述有很大風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)用，則是不夠的。有很多例子，如鐵嶺的鋼包墜落，切爾諾貝利核電站的核泄漏事故等，都是因?yàn)橄到y(tǒng)沒(méi)有正確的執(zhí)行安全功能所致。安全保護(hù)可以跟郵政系統(tǒng)類似，一般信件要求的可靠性是可以接受的(普通系統(tǒng))，重要的郵件則應(yīng)使用特別的保護(hù)技術(shù)，比如“掛號(hào)信”(安全系統(tǒng)), 使其更為安全、可靠。所以要保證安全系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要將由功能錯(cuò)誤造成的危險(xiǎn)在其發(fā)生之前做好保護(hù)來(lái)杜絕其發(fā)生。自動(dòng)控制領(lǐng)域從最初的4-20mA 信號(hào)發(fā)展到總線系統(tǒng)，使得設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)備，首要考慮的是設(shè)備的安全性。自動(dòng)控制的靈活性和可用性得到了很大的提高，相應(yīng)的成本也大幅度的降低了。而最初安全標(biāo)準(zhǔn)在這個(gè)新技術(shù)中的應(yīng)用是被禁止的，因?yàn)槟菚r(shí)安全的自動(dòng)化還必須采用“硬接線”并通過(guò)使用安全繼電器技術(shù)為基礎(chǔ)，如下圖所示：
傳統(tǒng)安全繼電器控制的安全方案
然而，隨著總線系統(tǒng)的日趨普及，所以出現(xiàn)針對(duì)自動(dòng)控制PLC的安全技術(shù)、安全通信產(chǎn)品和安全的解決方案，到目前為止，自動(dòng)化的安全產(chǎn)品日趨完善，相關(guān)的安全技術(shù)也日臻成熟。由于其靈活性，操作及復(fù)位方式簡(jiǎn)單，診斷更方便，并且符合所有的安全規(guī)范所要求的安全等級(jí)，目前在過(guò)程自動(dòng)化和機(jī)械自動(dòng)化中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如下圖所示：
基于安全PLC控制的安全方案
歐美國(guó)家在自動(dòng)化安全方面的研究發(fā)展包括相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的歷史已經(jīng)有30余年。在工業(yè)安全方面也有著相應(yīng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方案。比如說(shuō)國(guó)際性功能安全的基本標(biāo)準(zhǔn) IEC 61508，是“涉及到電氣/電子/可編程電子系統(tǒng)安全的功能性安全”標(biāo)準(zhǔn)，它充分考慮了電氣裝備功能安全的要求，且包括基本原則與方法，在2007年，它也已經(jīng)轉(zhuǎn)化為我國(guó)的國(guó)家安全基本標(biāo)準(zhǔn) GB20438。它將安全的有效性要求(安全性能)根據(jù)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分級(jí)。該分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的安全級(jí)別稱為安全完整性等級(jí) Safety Integrity Level，用來(lái)計(jì)算安全功能危險(xiǎn)失效的概率，由低到高被劃分為SIL1到SIL3(SIL=Safety Integrity Level)。
當(dāng)沒(méi)有SIL等級(jí)要求時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)生危險(xiǎn)故障可以認(rèn)為是在104小時(shí)和10 5小時(shí)之間，意味著1年到10年的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生 1次危險(xiǎn)故障;當(dāng)SIL等級(jí)為SIL3時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)生危險(xiǎn)故障可以認(rèn)為是在107小 時(shí)和108小時(shí)之間，意味著1千年到1萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生1次危險(xiǎn)故障。其實(shí)，這里的概念并不是指多少年會(huì)發(fā)生一次故障，而是說(shuō)的一個(gè)概率的概念，就像交通工具中飛機(jī)發(fā)生事故的的安全概率要比其他交通工具的低很多一樣，即一個(gè)SIL3級(jí)的安全系統(tǒng)比一個(gè)無(wú)安全要求的系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的概率要低非常多，用以滿足在設(shè)備或系統(tǒng)運(yùn)行周期內(nèi)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的要求。
所以，要實(shí)現(xiàn)構(gòu)建一個(gè)故障安全系統(tǒng)，首先需要這個(gè)系統(tǒng)中的設(shè)備和子系統(tǒng)都支持要求的SIL等級(jí)的規(guī)范。符合這個(gè)SIL 等級(jí)規(guī)范的模塊和產(chǎn)品是由TV這個(gè)安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行認(rèn)證的，說(shuō)明相應(yīng)的安全模塊所能支持的安全SIL等級(jí)。西門子所提供的安全產(chǎn)品都有其相應(yīng)的 TV 的認(rèn)證證書，標(biāo)明它能夠支持到的安全等級(jí)。
如表2 的分類，安全系統(tǒng)主要分為三個(gè)子系統(tǒng)，安全信號(hào)的檢測(cè)，安全信號(hào)的分析和處理及安全信號(hào)的響應(yīng)。本系統(tǒng)從安全系統(tǒng)圖的三個(gè)子考慮，達(dá)到設(shè)備安全目的。故障－安全設(shè)計(jì)應(yīng)保證故障不影響系統(tǒng)，或使系統(tǒng)不會(huì)造成損害。在大多數(shù)實(shí)踐中，這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)停止工作。在任何情況下，故障－安全設(shè)計(jì)的基本原則是：
● 保護(hù)人員的安全；
● 保護(hù)環(huán)境，避免引發(fā)爆炸、火災(zāi)等災(zāi)害；
● 防止設(shè)備損壞；
● 防止降低或喪失使用性能。
讓設(shè)備自動(dòng)
自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。是指機(jī)器或裝置在無(wú)人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的過(guò)程。因此，自動(dòng)化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。美國(guó)機(jī)械工程師D.S.哈德最先提出“自動(dòng)化”一詞，并用來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的自動(dòng)傳送和加工的過(guò)程。50年代，自動(dòng)調(diào)節(jié)器和經(jīng)典控制理論的發(fā)展，使自動(dòng)化進(jìn)入以單變量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為主的局部自動(dòng)化階段。60年代，隨著現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)和電子計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，自動(dòng)控制與信息處理結(jié)合起來(lái)，使自動(dòng)化進(jìn)入到生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)控制與管理的綜合自動(dòng)化階段。70年代自動(dòng)化的對(duì)象變?yōu)榇笠?guī)模、復(fù)雜的工程和非工程系統(tǒng)，涉及許多用現(xiàn)代控制理論難以解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題的研究，促進(jìn)了自動(dòng)化的理論、方法和手段的革新，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和復(fù)雜系統(tǒng)的智能控制，出現(xiàn)了綜合利用計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等成果的高級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、智能機(jī)器人、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等。21世紀(jì)以后，特別是近幾年，機(jī)械自動(dòng)化檢測(cè)、分類、生產(chǎn)、包裝、印刷，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工廠。提高工業(yè)效率、減少成本，為中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。本方案中，設(shè)計(jì)自動(dòng)控制的包括：桁架機(jī)械手自動(dòng)取絲餅，自動(dòng)稱重，并與絲餅在線式毛刺檢驗(yàn)設(shè)備對(duì)接，絲餅自動(dòng)輸送，機(jī)器人自動(dòng)抓取掛絲，AGV小車自動(dòng)取空車與自動(dòng)運(yùn)絲，AGV小車自動(dòng)充電系統(tǒng)，標(biāo)簽自動(dòng)生成與打印、貼標(biāo)系統(tǒng)、紡絲設(shè)備對(duì)接系統(tǒng)、AGV小車對(duì)接信息管理系統(tǒng)等。
桁架機(jī)械手自動(dòng)取絲餅
系統(tǒng)采用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的桁架機(jī)械手完成自動(dòng)取絲餅，并自動(dòng)將取出的絲餅掛在絲餅輸送線上。每個(gè)桁架機(jī)械手由4~5軸伺服驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。系統(tǒng)與巴馬格或TMT設(shè)備對(duì)接。對(duì)接信號(hào)要求：
序號(hào) 紡絲設(shè)備 自動(dòng)落絲系統(tǒng)
1 紡絲完成信號(hào)（輸出） 接輸入
2 允許落絲信號(hào)（輸入） 輸出給紡絲系統(tǒng)
3 落絲完成信號(hào)（輸出） 接輸入
落絲流程：纏絲設(shè)備纏絲完成后，告知自動(dòng)落絲系統(tǒng)，自動(dòng)落絲系統(tǒng)的桁架機(jī)械手在X軸方向，走到對(duì)應(yīng)的紡絲工位，系統(tǒng)走Z軸方向下降，下降至紡絲工位，告知紡絲系統(tǒng)允許落絲信號(hào)，紡絲設(shè)備將4卷（細(xì)旦絲為8卷）絲餅退出，轉(zhuǎn)移至接絲部件中。絲餅退出完成后，紡絲設(shè)備給出落絲完成信號(hào)。桁架機(jī)械手在X軸方向上升，檢測(cè)輸送線上對(duì)應(yīng)位置是否有絲餅，如果沒(méi)有，則將取到的4或8個(gè)絲餅依次掛在輸送線上的掛鉤上。并根據(jù)對(duì)應(yīng)掛鉤上的條碼，在PLC控制器內(nèi)存中記錄數(shù)據(jù)，便于后續(xù)標(biāo)簽打印系統(tǒng)的調(diào)用。在SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，記錄絲餅的信息，后續(xù)可查找，包括質(zhì)量追溯。
自動(dòng)落筒，目前國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)有以下幾種解決方案：
采用自動(dòng)落筒小車：
自動(dòng)落絲車應(yīng)用圖
分析：地面上需要設(shè)計(jì)軌道，工業(yè)絲在繞絲過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，操作工需要過(guò)程參與，在多個(gè)工位中移動(dòng)，存在人員安全問(wèn)題，取絲效率問(wèn)題，故該方案在這里是不可取的。
采用磁軌或無(wú)軌AGV自動(dòng)落筒：
磁軌AGV自動(dòng)落筒應(yīng)用圖
分析：該方案適于無(wú)需人工參換紙筒操作的場(chǎng)合。雖然地面上不需要設(shè)計(jì)軌道，但工業(yè)絲在繞絲過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，操作工需要過(guò)程參與，在多個(gè)工位中移動(dòng)，存在人員安全問(wèn)題，取絲效率問(wèn)題，故該方案同樣不可取。與之相類似的是有軌自動(dòng)落筒小車方式，同樣不可取。
0
評(píng)論