(編者:白博士的報告提出了兩個非常重要的問題,一是紡織行業(yè)如何使用自動化控制系統(tǒng),并使生產(chǎn)工藝過程做到*監(jiān)控;二是在紡織行業(yè)一直采用的PLC控制,受到了FCS的挑戰(zhàn),事實證明,紡織行業(yè)用上基金會現(xiàn)場總線是*的技術進步。兩個經(jīng)驗都值得贊許和推廣)
SGL樂威牛仔布有限公司是宜興樂祺紡織集團和美國牛仔布百年企業(yè)SWIFT合資的生產(chǎn)牛仔布的企業(yè),是世界上許多*為主要客戶的原材料供應廠家,主要產(chǎn)品有成年男女裝、少年服用牛仔,制服、運動服、休閑牛仔,特深藍牛仔布、打底、套面、涂層牛仔布、天絲、彈力等特殊纖維牛仔布。
白景全博士在大會作報告
樂祺紡織集團是全國印染行業(yè)“企業(yè)”,生產(chǎn)線配備世界上的MorrisonRopeDye染色機,WestPoint球經(jīng)機,全自動化祖克漿紗機,以及PicanolOminiPlus800型和GAMMAX型織機,燒毛-絲光-拉斜-定型后整理一體化Monfort長車以及MonfortEX預縮機。生產(chǎn)車間單體廠房5萬多平方米,總園區(qū)面積500多畝用地。2007年底投產(chǎn),已經(jīng)陸續(xù)向歐美日市場推出100多個牛仔布品種。公司采用美式企業(yè)管理模式和管理流程,各分廠、車間*通過自動化系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)來進行工藝和現(xiàn)場的管控,以及中央集成控制。
一、紡織行業(yè)的發(fā)展瓶頸
紡織行業(yè)是勞動密集型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)流程長、控制條件多,工藝的再現(xiàn)性差。并且是
以訂單為主導的低附加值的加工模式,以被動營銷為主,競爭力不高。如何在行業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)印染自動化是提升行業(yè)水平的關鍵。
我公司在分析了當前的問題后,認識到信息技術和基金會現(xiàn)場總線技術會給紡織行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。正視目前紡織機械設備的智能水平,才有可能使工藝條件的集中控制成為可能。
圖一:樂威牛仔布生產(chǎn)線系統(tǒng)配置示意圖
在長流水線現(xiàn)場工藝變化得到了有效管控后,設備的預測性維護改變了傳統(tǒng)設備維護保養(yǎng)的觀念。使設備的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)的準確測量為過程成本的細化控制提供了必要基礎。
在紡織工業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)轉變的過程中,基于現(xiàn)場總線的控制技術為紡織工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡化、智能化的發(fā)展提供了機遇。為知識性企業(yè)、產(chǎn)品型企業(yè)提供了必要條件。
二、樂威牛仔布生產(chǎn)線簡介
采用了FF現(xiàn)場總線技術控制核心大機臺生產(chǎn)線運行。包括:24束Morrison染色機、雙槽雙軋祖克漿紗機、Monforts拉幅定型機、Monforts縮水機。
裝置的主控系統(tǒng)選用DeltaV,上位機共11臺,包括ProPlus站1臺、工程師站1臺、操作員站7臺和應用站2臺。現(xiàn)場有4對MDPlus控制器和I/O儀表接口512個。為提高整體控制水平,系統(tǒng)安裝了*的智能設備管理軟件AMS。(參見圖一)
FF現(xiàn)場儀表的連接與配置情況
裝置采用了P+F公司的Powerhub和總線電源調(diào)節(jié)器以及P+F基本型物理層診斷模塊,共計78個網(wǎng)段,一個網(wǎng)段上平均6臺設備,zui多的有10個,zui少的4個。120多個控制回路中,絕大部分以單回路為主,其執(zhí)行控制作用的PID功能下放到智能閥門定位器中執(zhí)行(見圖一)。
三、紡織行業(yè)選擇FF技術的考慮
紡織行業(yè)生產(chǎn)流水線長,傳統(tǒng)控制方案不利于集中管理與分散控制。總線應用可以給工廠帶來的以下*性:
l集中管理:所有信息都可以自下而上的進入控制系統(tǒng)畫面顯示,報警,排除工廠盲點。
l分散控制:PID控制都分散到現(xiàn)場,降低風險,避免停車,節(jié)約成本,提高系統(tǒng)可靠性。
l減少投資:節(jié)省電纜,橋架,減少機柜數(shù)量和空間
l提高調(diào)試效率,加快項目實施進程。
l現(xiàn)場設備具有智能預警功能,可實施預診斷維護。改進設備維護方法,避免事故發(fā)生,節(jié)約工廠常規(guī)維護成本。
四、FF實際應用優(yōu)勢-安裝成本節(jié)省
1)與傳統(tǒng)PLC方案相比,模擬量信號電纜減少75%,I/O卡件和底板也相應的減少;機柜數(shù)量比傳統(tǒng)方案節(jié)省一半。(參見表一)
圖二:FF系統(tǒng)控制網(wǎng)絡顯示工藝路線清晰,便于操作
2)FF儀表與傳統(tǒng)儀表相比,具有多變量測量能力,使監(jiān)控更方便。控制回路下放到現(xiàn)場分散執(zhí)行,zui大限度的分散了控制風險。對紡織行業(yè)來說,降低風險,避免停車就等于節(jié)約成本,提高生產(chǎn)效率。
3)使用AMS設備管理軟件,實現(xiàn)儀表遠程調(diào)試、組態(tài)與故障診斷,可以讓儀表人員在控制室就對現(xiàn)場儀表情況了然于胸。
五、FF總線應用經(jīng)驗
1)要充分認識到技術培訓的重要性:
FF總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)設備相比,在維護和使用上有一定差別,維護儀表的方式和理念也與傳統(tǒng)系統(tǒng)有所區(qū)別。
2)要充分發(fā)揮FF智能系統(tǒng)和設備的功能,以方便于回路測試、儀表調(diào)校、設備預警、狀態(tài)分析以及設備管理等,儀表管理團隊還需要接受技術培訓,應用中積累經(jīng)驗,不斷提高應用水平。
3)必須重視安裝質(zhì)量:
基金會現(xiàn)場總線是雙向、全數(shù)字的通訊系統(tǒng),可以為工廠帶來豐富的現(xiàn)場信息,為了保障通訊的高質(zhì)量和穩(wěn)定,安裝時施工的質(zhì)量至關重要。
按我們對總線的使用經(jīng)驗,80%以上的通訊故障是因為安裝問題造成的。在施工完成后和在以后的維護中按照總線安裝標準檢查網(wǎng)段,是排除通訊故障的一個重要手段。
六、FF總線應用注意的問題
在樂祺紡織,F(xiàn)F總線控制系統(tǒng)整體安裝情況較好,但也有一些問題需要注意:
部分現(xiàn)場儀表信號線接反。按照FF規(guī)范,現(xiàn)場儀表對信號正負極不敏感,不影響信號傳輸。但安裝施工中還是應該注意此問題。
生產(chǎn)線上灰塵較大,由于控制器機柜都放置在現(xiàn)場,控制器,F(xiàn)F接口卡和FF電源調(diào)節(jié)器都極易積灰。因此機柜的防塵工作也需要重視。
FF總線應用經(jīng)驗-凝結水問題
在樂威牛仔布生產(chǎn)線上,由于工藝原因,有大量水蒸氣產(chǎn)生。有凝結水從電纜引入口進入儀表內(nèi)部,引起網(wǎng)段上的儀表通訊故障。對此,在施工時應作相應防水處理,或在電纜引入套管上開孔使凝結水由孔中排出。
表一:與PLC相比,F(xiàn)F現(xiàn)場總線有非常好的信息可傳輸特性
結束語
基金會現(xiàn)場總線控制技術經(jīng)過十幾年的發(fā)展,系統(tǒng)和總線設備已趨于成熟,有了大量的成功應用案例。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為工業(yè)自動化的發(fā)展方向,為我國紡織工業(yè)的自動化領域提供了良好的機遇。
我公司牛仔布生產(chǎn)線上應用的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)自2007年12月投運至今,運行情況良好。控制系統(tǒng)采用Emerson公司的DeltaV,組態(tài)簡單,易學易用,取代了生產(chǎn)線上傳統(tǒng)的PLC控制。DeltaV系統(tǒng)軟件Inspect能有效的監(jiān)測控制回路以及現(xiàn)場儀表的健康狀態(tài),工廠運行情況一目了然。(參見圖二)
通過實踐,我們認識到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)使傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結構產(chǎn)生了革命性的變化,使自控系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡化、分散化的方向邁進。
目前,F(xiàn)F總線在紡織行業(yè)還未達到大規(guī)模應用。由于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)能替代傳統(tǒng)生產(chǎn)線上的PLC控制,而且具有很好的性價比。隨著現(xiàn)場工業(yè)總線產(chǎn)品使用的普及,現(xiàn)場工業(yè)總線系統(tǒng)技術必將在紡織自動化中得到普遍使用和長足的發(fā)展。
FF的應用為紡織企業(yè)向知識型企業(yè)提供了可能,但自動化系統(tǒng)不是一切,它的應用效果zui終取決于應用它的人和企業(yè)環(huán)境:企業(yè)自上而下的認識;企業(yè)研發(fā)策略和方式上的轉變;專業(yè)人才的配套和培養(yǎng);配套的信息系統(tǒng)等,這些條件都要一起上,才可能獲得事半功倍的效果。