1系統(tǒng)的用戶(hù)需求與分析

　　由于紡織行業(yè)信息化已經(jīng)提到日程上，所以實(shí)現(xiàn)織機(jī)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)也得到紡織企業(yè)的重視，根據(jù)我們的調(diào)研，用戶(hù)認(rèn)為織機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下基本功能：

　　1.1按單臺(tái)、單班、品種、崗位、小組、車(chē)間統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量、效率、各種停次停時(shí)、車(chē)速等；

　　1.2可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行人員、產(chǎn)品、崗位的分配；

　　1.3交接班時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分班存貯；

　　1.4在操作室內(nèi)可以觀測(cè)到車(chē)間實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況；

　　1.5信號(hào)采集板具有掉電保護(hù)功能；

　　根據(jù)以上的用戶(hù)需求，我們決定利用打緯次數(shù)，根據(jù)產(chǎn)量等于打緯次數(shù)除以緯密的計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行產(chǎn)量計(jì)算，并對(duì)經(jīng)停、緯停、邊停進(jìn)行次數(shù)和時(shí)間的監(jiān)測(cè)。由于用戶(hù)對(duì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的要求較高，所以我們采用數(shù)據(jù)庫(kù)功能強(qiáng)大的Delphi可視化編程方法來(lái)進(jìn)行上位機(jī)程序的編寫(xiě)。

　　2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)

　　根據(jù)對(duì)以上用戶(hù)需求分析的結(jié)構(gòu)，結(jié)合紡織廠的生產(chǎn)實(shí)際，我們?cè)O(shè)計(jì)了本系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所時(shí)示：

　　系統(tǒng)采用了多級(jí)結(jié)構(gòu)，一方面保證了系統(tǒng)足夠的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。

　　2.1上位機(jī)

　　采用計(jì)算機(jī)，放置在中心控制室，建立車(chē)間乃至全廠的數(shù)據(jù)庫(kù)，完成各項(xiàng)監(jiān)測(cè)、顯示、管理和統(tǒng)計(jì)功能，配合打印機(jī)完成各種報(bào)表的打印功能。上位機(jī)建立的信息數(shù)據(jù)庫(kù)可以分期分批永久性的進(jìn)行保存。若廠內(nèi)已建立局域網(wǎng)，可以在局域網(wǎng)內(nèi)察看最新的數(shù)據(jù)報(bào)表。

　　2.2下位機(jī)

　　下位機(jī)由數(shù)據(jù)分站、數(shù)據(jù)終端及相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)總線組成。下位機(jī)在停車(chē)或掉電后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)保持10年不變。

　　2.2.1數(shù)據(jù)終端

　　包括信號(hào)采集板和顯示終端，均為自制的單片機(jī)電路；信號(hào)采集板放置在織機(jī)控制箱內(nèi)，直接完成對(duì)織機(jī)信號(hào)的采集、預(yù)處理。根據(jù)系統(tǒng)的要求，采集板所采集的為打緯信號(hào)、緯停信號(hào)、經(jīng)停信號(hào)、邊停信號(hào)及運(yùn)行信號(hào)等基本信號(hào)，通過(guò)對(duì)這些信號(hào)的處理，來(lái)計(jì)算織機(jī)的產(chǎn)量、運(yùn)行時(shí)間、各種停車(chē)的次數(shù)和時(shí)間，并將這些基本信息通過(guò)RS485總線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分站。顯示終端位于車(chē)間較為醒目的地方，并采用時(shí)下流行的LED大屏幕�？梢詫�(duì)當(dāng)班的崗位、小組、及全廠的產(chǎn)量進(jìn)行循環(huán)顯示，一目了然。

　　2.2.2數(shù)據(jù)分站

　　自制的單片機(jī)電路，作為兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)的中間級(jí)，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳送。一個(gè)數(shù)據(jù)分站可以管理64~128臺(tái)織機(jī)的信號(hào)采集板。數(shù)據(jù)分站一方面通過(guò)RS485總線接收信號(hào)采集板的信息并進(jìn)行處理，另一方面將處理過(guò)的信息通過(guò)CAN總線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)當(dāng)中。CAN總線具有傳輸速度快、信息量大、傳輸可靠等特點(diǎn)，是目前頗受歡迎的并很實(shí)用的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

　　系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)和分布式工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)擴(kuò)展容易(規(guī)�？蛇_(dá)上千臺(tái)織機(jī))，硬件安裝維護(hù)十分方便。由于該系統(tǒng)控制節(jié)點(diǎn)較多，受現(xiàn)場(chǎng)干擾影響較大，在硬件上我們選用新型高可靠性的專(zhuān)用通信集成電路并采用二極管對(duì)總線電位進(jìn)行鉗位處理，而且使用了看門(mén)狗技術(shù)，軟件上我們?cè)谕ㄐ艆f(xié)議中采用多種數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù)，通過(guò)這些有效的軟硬件保護(hù)措施，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確、可靠，提高了整個(gè)系統(tǒng)抗干擾能力。

　　上位機(jī)軟件操作平臺(tái)采用流行的Windows界面和數(shù)據(jù)庫(kù)功能強(qiáng)大的Delphi可視化編程方法。用戶(hù)可以通過(guò)織機(jī)實(shí)際位置圖形和詳細(xì)信息列表等形式查看工廠的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)和各種產(chǎn)品與機(jī)臺(tái)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；對(duì)于基本管理信息的瀏覽可以按照不同條款進(jìn)行查詢(xún)；信息的輸入不僅在進(jìn)行增加、修改、刪除等操作時(shí)提供了足夠的輔助信息，使得編輯簡(jiǎn)潔方便，還具有完整性和準(zhǔn)確性校驗(yàn)，以避免不必要的誤操作。各種報(bào)表都可以由用戶(hù)自己選定報(bào)表對(duì)象、工作范圍等，極大程度的方便了用戶(hù)察看所需要的信息。

　　本系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)量大、種類(lèi)多，一方面來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)采集的織機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)(產(chǎn)量、停臺(tái)時(shí)間和次數(shù)等)，另一方面來(lái)自用戶(hù)制定的生產(chǎn)計(jì)劃、各個(gè)機(jī)臺(tái)的具體任務(wù)分配等數(shù)據(jù)。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)時(shí)充分的分析了各數(shù)據(jù)庫(kù)之間的關(guān)系、鏈接方法等，保證系統(tǒng)各數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的一致性。由于用戶(hù)要求的報(bào)表種類(lèi)繁多，每個(gè)報(bào)表同時(shí)對(duì)應(yīng)若干個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以我們采用臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的暫存處理方式，在程序運(yùn)行中保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和公式計(jì)算的正確性和快速性。

　　3系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)

　　3.1上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)管理軟件采用流行的Windows可視化界面風(fēng)格，直觀，操作簡(jiǎn)便，人機(jī)交互性好�？梢允褂脩�(hù)盡情享受Windows操作系統(tǒng)所帶來(lái)的方便、靈活和快捷。系統(tǒng)軟件的主體功能模塊如圖2所示。

　　3.1.1數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

　　系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理包括對(duì)基本信息——設(shè)備信息、產(chǎn)品信息、人員信息等3種的輸入、查詢(xún)、瀏覽、編輯和打印等命令的操作和對(duì)系統(tǒng)各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)察看、備份、恢復(fù)、清除等操作。本系統(tǒng)設(shè)定了普通用戶(hù)和系統(tǒng)管理員兩個(gè)級(jí)別，這樣既可以方便不同層次的人員查看，又可以確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)與管理的安全性。

　　3.1.2生產(chǎn)計(jì)劃子系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的要求按月制定車(chē)間的生產(chǎn)計(jì)劃，統(tǒng)計(jì)各個(gè)班別每月的輪班情況，并且能夠隨時(shí)進(jìn)行瀏覽和修訂。將各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)具體分配到車(chē)間/小組/崗位/機(jī)臺(tái)之后，下位機(jī)能夠自動(dòng)執(zhí)行輪班作業(yè)計(jì)劃；用戶(hù)可以在上位機(jī)通過(guò)位圖或者列表的形式進(jìn)行開(kāi)臺(tái)、改臺(tái)，操作十分靈活方便，保證了用戶(hù)可以隨時(shí)進(jìn)行品種和區(qū)位的變更和調(diào)整。

　　3.1.3統(tǒng)計(jì)報(bào)表子系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)的主要目標(biāo)之一，就是為用戶(hù)提供全廠/車(chē)間/小組/崗位的各種織布產(chǎn)量、生產(chǎn)效率等報(bào)表。系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，并且能夠存儲(chǔ)、瀏覽和打印各類(lèi)報(bào)表，主要包括：全廠/車(chē)間/小組/崗位的各種累計(jì)產(chǎn)量班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)，分不同品種的產(chǎn)量報(bào)表等，以及各種效率的機(jī)臺(tái)報(bào)表，還包括一些質(zhì)量與產(chǎn)量的對(duì)比統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

　　3.1.4通信子系統(tǒng)

　　所有的織機(jī)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)通信電纜，正確地傳送到上位機(jī)，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與統(tǒng)計(jì)。通信子系統(tǒng)完成由上向下傳送必要的工作參數(shù)(包括交接班時(shí)間、機(jī)臺(tái)和崗位編號(hào)等)和由下向上傳送實(shí)際采集的織機(jī)參數(shù)(包括打緯次數(shù)、經(jīng)停、邊停、緯停和總停等)；用戶(hù)可以在控制室內(nèi)直接觀測(cè)到車(chē)間織機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，包括產(chǎn)量、車(chē)速、經(jīng)停、緯停的時(shí)間與次數(shù)等信息，并按照全部織機(jī)的實(shí)際位置使用不同的顏色標(biāo)識(shí)出正常、經(jīng)停、緯停、高低效率等多種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，全車(chē)間織機(jī)的運(yùn)行情況一覽無(wú)余。

　　3.1.5在線幫助子系統(tǒng)

　　當(dāng)用戶(hù)在使用過(guò)程中出現(xiàn)使用問(wèn)題，隨時(shí)打開(kāi)“幫助”菜單，通過(guò)查詢(xún)幫助，就可以得到解決。

　　3.2下位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)

　　下位機(jī)主要包括數(shù)據(jù)采集、基本數(shù)據(jù)處理和通信等功能，采用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言編程，保證數(shù)據(jù)采集電路的可靠性和快速性。

　　4系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展的趨勢(shì)

　　目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在唐華四棉及湖州江南紡織廠實(shí)施，并開(kāi)始試運(yùn)行。從反饋信息來(lái)看，運(yùn)行效果良好，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，極大提高了企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化管理水平。

　　由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)也不斷的提出新的需求，軟件也要不斷的升級(jí)以適應(yīng)用戶(hù)不斷提出新的需求，從發(fā)展的趨勢(shì)考慮，系統(tǒng)應(yīng)盡快完成以下功能：

　　1實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

　　2實(shí)現(xiàn)報(bào)表格式的通用性

　　3實(shí)現(xiàn)紡織多種設(shè)備的同步監(jiān)測(cè)

　　4實(shí)現(xiàn)專(zhuān)家診斷系統(tǒng)和決策系統(tǒng)

　　當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)日益的成熟和完善，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也已成為可能；目前用戶(hù)廣為應(yīng)用的報(bào)表格式為Offic組件Excel的文件格式，所以用戶(hù)希望本系統(tǒng)可以直接生成xls文件，有利于管理和存檔，而且可以靈活的進(jìn)行二次的排版；當(dāng)前的計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)不僅可以從織機(jī)設(shè)備上，還可以從紡織廠其它的各種設(shè)備上直接采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行信號(hào)，通過(guò)先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)使全廠的織機(jī)等設(shè)備構(gòu)成多級(jí)計(jì)算機(jī)控制與管理網(wǎng)絡(luò)，為紡織行業(yè)全面實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)和有效手段；上位機(jī)靈活方便的軟件工作平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得系統(tǒng)管理軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用的開(kāi)發(fā)周期大大縮短，不僅功能更加豐富強(qiáng)大，而且具有良好的人機(jī)界面和便于使用操作等優(yōu)勢(shì)，利于工廠技術(shù)人員的培訓(xùn)。實(shí)現(xiàn)了從制定生產(chǎn)計(jì)劃到生產(chǎn)任務(wù)分配，從生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控到對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)，以至包括原材料采購(gòu)和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等全方位的信息管理系統(tǒng)，形成了專(zhuān)家診斷系統(tǒng)和決策系統(tǒng)的雛形。紡織行業(yè)的信息化建設(shè)不僅有可靠的技術(shù)支持，而且大有發(fā)展的必要和廣闊前景。

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