基干针织设备机联网软件方案研究.docVIP

基于针织设备机联网的软件方案研究 　　摘要：随着物联网的广泛应用，针织企业设备改造升级、信息化管理是一种技术趋势。在研究针织设备机联网架构的基础上，设计基于针织机信息采集与控制的机联网软件，并采用基于GatewayWorker架构的服务端软件开发，具有一定的实用价值 关键词：针织设备；机联网；软件设计；GatewayWorker 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0060-02 1 引言 当前，以移动互联网、物联网、云计算、大数据等为代表的新一代信息通信技术（ICT）发展迅猛，物联网通过与其他 ICT 技术的不断融合。特别是在“互联网+”和“中国制造2025”的大背景下，工业机器联网（“机联网”）以提高企业生产效率、提高自动化水平和作为ERP、工业大数据服务基础平台而迅速崛起。《浙江省经济和信息化委员会关于开展企业“机联网”工程建设的意见》中提到：以我省纺织等行业为重点，推进实施行业专用设备联网应用；建立自动化生产线，形成设备物联专用网络，提升自动化水平，促进节能减排和管理效率提升；建立中央数据监控中心，加强设备运行状况实时监视，统一管理生产工艺，并与上层企业管理系统（ERP）数据交换集成 现有针织机基本以单机运行为主，彼此之间没有联网，一般一个工人管理若干台机器，虽然设备本身有相对比较先进的控制系统，按照打板花样完成编织过程，但是花样文件的传送、设备状态的报告、生产效率的汇总、员工操作的监督全部都是以人工汇总方式完成，实时性和可靠性差，效率也很低，更重要的是难以对生产过程进行数字化的管理，大数据挖掘更不可能。提高纺织装备自动化和智能化水平，主动接入物联网和互联网，利用网络的边际效应和倍增效应，提升纺织业的生产效率和产品对市场的快速响应能力，是有效的手段之一，而加强纺织机械设备的机联网体系建设是实现网络化和智能化的关键 2 机联网架构 机联网网络架构主要由感知层、网络层和应用层组成。感知层主要是机械设备的对外通信接口，主要功能是信息的输出与输入。网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层也可依托公众电信网和互联网或行业专用通信网络。应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用，主要提供信息处理、计算等通用基础设施、资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域中的应用 针织设备的机联网结构有重中心节点硬件、重中心节点软件、重终端信息采集节点等方案。重中心节点硬件方案为开发基于ARM嵌入式的中心数据处理单元，其优势是一旦建立中心节点单元，机联网单元容易以小单元模式的快速建立，但中心硬件开发难度大，功能有限。重中心软件方案为各针织设备通过以太网络连接到中心服务器，其重点是开发中心服务器的机联网应用功能，该方案优势是机联网功能强大，但需要通信网络和机器接口的支持。重终端节点方案为设计支持多种通信接口和协议的终数据采集器，无论针织设备终端接口如何，都能连上数据采集器，适应性强，其问题是开发多功能的数据采集器难度较高。本论文根据针织设备企业新近生产的针织设备以工业以太网接口为通配，开发重中心软件的机联网结构 3 机联网软件功能设计 根据针织生产企业的功能需求调研，设计机联网功能 1）计划调度： 根据企业ERP整体生产计划导入生产量和花型，安排针织机器进行生产。远期设计能根据各机器功能、性能、实时情况、纱线等情况，以批量优先、 时间优先、效率优先等进行智能调度 2）设备监控：设备的状态、故障、事件、人员等相关信息的监控和分析，跟踪设备的正常运行。设备状态实时监控、人员在岗状态实时监控、设备稼动率查询分析、设备故障分析、事件处理、开始加工时间查询、关停机原因分析 3）节拍分析：对业务终端采集的产品加工节拍、标准工时进行标准对比、同类对比分析，以图形化方式展示 4）物料监控： 对车间物料进行全方位监控，进行仓库与车间之间、设备与设备间的在制品移转管理，提供车间各地点的在制品现货、收发结存、收发明细等报表 5）人员绩效：根据业务终端监控数据和地点、人员、设备进行产量统计分析。并且可以根据实际质检合格数调整终端报工的合格数差异 6）质量管理：质检签到查询、质检报告管理，以及各种质量控制图：均值极差图、CPK分析图、样本运行图、均值运行图、正态检验图、CPK趋势图等 7）文档管理：对加工程序文档、设备文档、工序计划文档、工艺文档等加工过程文档进行下发、阅读、收集管理 8）基础数据：定义车间设备、人员、事件、物料、工艺路线、事件定义、质检模板、生产线定义、工作日历等业务系统所需的基础数据，并提供基础数据下发到终端 9）系统管理：提供系统参数设置、终端数据管理等功能 10）虚拟终端和