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茶葉生產車間數據采集項目解決方案

供稿:北京力控元通科技有限公司 2020/6/19 11:41:21

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  • 關鍵詞: 力控 數據采集
  • 摘要:時代發展日新月異,不同領域和行業正在面對前所未有的挑戰與機遇。經濟格局的變化,企業組織紛紛找尋自身的改革路線,制定新的發展戰略。近年來,我國茶產業實現了長足發展,據茶葉流通協會發布的數據顯示,2018年我國國內茶葉內銷量(不含進口茶)達到191.05萬噸,年增長9.35萬噸,增幅5.15%,增長迅猛,在增長背后,茶葉企業正面臨著生產智能與流程再造的難關。

一、項目背景

時代發展日新月異,不同領域和行業正在面對前所未有的挑戰與機遇。經濟格局的變化,企業組織紛紛找尋自身的改革路線,制定新的發展戰略。近年來,我國茶產業實現了長足發展,據茶葉流通協會發布的數據顯示,2018年我國國內茶葉內銷量(不含進口茶)達到191.05萬噸,年增長9.35萬噸,增幅5.15%,增長迅猛,在增長背后,茶葉企業正面臨著生產智能與流程再造的難關。

傳統制茶工藝極其依賴人工進行制茶,一條生產線往往配備15名至20名工人,茶葉生產過程中由于工人接觸而造成的污染也難以避免,這種方式生產效率低且產茶質量不穩定,生產成本頗高。所以現代化的茶廠,多采用了自動化的生產設備,以減少這種現象,但是只從設備上去改進,其所帶來的提升是不夠的,缺乏海量數據對工藝、質量的分析挖掘,同樣無法保證產出茶葉的高品質、低成本,也不足以實現科學的生產改善。

二 、項目概述

本項目的主要建設內容包括:車間環境監測系統、數據采集網絡、數據采集轉發功能。

本項目需要新增茶葉生產車間環境溫濕度傳感器,并將車間生產設備PLC與環境監測設備進行組網通信,通過局域網的方式,實現底層設備與上層系統之間的信息交互,典型生產工藝參數、環境狀態參數能夠被匯總至上位機系統。通過上位機系統中應用功能的開發,實現諸如:環境狀態值展示,對車間的環境加以調節,如降溫、除濕、加濕等功能。一些重要數據還需要支持轉發到MES系統,通過MES系統的應用,對數據進行分析,形成具體的生產計劃,指導生產進行的同時提升生產效率和生產水平,實現對設備狀態的遠程診斷與維護。

三、方案價值

3.1. 方案亮點

該解決方案采用完全由力控元海主研發的ForceControl系列軟件產品作為核心,該產品內置了多種通訊協議,如OPC、ModBus、主流PLC通信協議等等眾多標準通信協議,且提供與多種主流關系數據庫交互的鏈接程序,適配SQL語句規則,還支持接口和協議的定制開發。使用該產品的解決方案,能夠支持斷線重連和續傳,且通訊故障后具備自動恢復功能,能夠最大程度的保障系統的穩定性和數據的完整性。從項目開發和運維的角度來看,該產品采用組態式的開發方式,無需單獨訂制,能夠有效提升開發效率,縮短開發周期與難度,降低項目建設、運營成本,最終提高整體效益。

3.2. 方案價值

通過本解決方案的應用,管理者能夠準確的根據環境實時信息去調整環境狀態,將環境控制到最有利于生產的狀態下,以此提升茶葉的品質;通過對生產參數的歷史數據進行系統且深入的分析,能夠實現對不同季度的茶葉制作工藝進行合乎時宜的調整,以此優化不同品類茶葉的質量;通過將數據傳至MES系統實現對車間生產數據的分析,企業就能夠制定更加具體且貼合商務、市場需求的生產計劃,將企業的生產效率和生產水平同步提升,以獲得有利的市場地位。

四、解決方案

4.1. 設計概述

本系統以ForceControl軟件為核心,將車間生產設備、環境監測設備與本地及云端數據庫進行連接,整體劃分為三大部分:現場監測、數據網絡、采集轉發。

現場監測:通過對各工藝生產車間加裝環境監測裝置,滿足對現場環境實現實時監測的基本要求。

數據網絡:將全廠各車間的生產設備控制器、環境監測裝置接入到生產局域網中,并通過該網絡將各設備數據采集至上位機系統。

采集轉發:通過力控ForceControl組態軟件,將車間的環境監測裝置、生產設備的數據進行實時采集、處理,并轉儲至云端關系數據庫,為MES系統數據分析提供數據源。

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4.2. 系統框架

本系統框架包括底層設備數據采集、通訊網絡、數據轉發上云等三級架構,如下圖所示:

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4.3. 系統功能

采用本解決方案所建設的項目,能夠有效的提升茶葉生產效率,優化茶葉的整體品質,并合理降低企業成本。其主要功能如下:

4.3.1. 車間環境監測

通過在車間加裝環境溫濕度監測設備、傳感器等,SCADA平臺能夠實時獲取不同工藝車間不同位置的溫度與濕度信息,同時對這些信息進行可視化。管理人員根據系統中獲取的溫度、濕度值就能夠對車間的空調、加除濕器進行實時的精準調控,使得對應車間的溫度、濕度能夠與正在生產的茶葉所需工藝進行匹配,從而提高產茶效率。

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4.3.2. 過程及分析

SCADA平臺通過實時獲取各車間(萎凋、揉捻、發酵、干燥)各生產工序的設備運行參數,將生產車間的實際生產狀況進行直觀且系統的呈現,便于管理人員實現集中管控、合理調度。

對于已生產完成的產品批次,系統能夠通過結合管理人員主觀上的判斷(如:茶葉質量、口感的判斷),以及生產數據的歷史分析,為管理人員提供優化生產工藝,促進產品質量的提升的科學依據。

 

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4.3.3. 數據上云、MES

生產數據和設備狀態數據最終會上傳至云端數據庫,同時系統經過統計分析結果會體現在置于企業門戶的生產看板,通過這種方式能夠有效的提升企業競爭力,以及企業社會信譽。此外,該系統還支持根據銷售的實際訂單去制定具體的生產計劃,以此確保生產的有序,提高生產的效率及管理上的規范化程度。

  

五、技術提取

擁有可靠的工業通訊設計,支持通過串口、網口、Wi-Fi、ZigBee、移動數據網絡等方式與現場設備進行組網通訊;

擁有數千種通訊驅動程序,支持與國內外主流的PLC、SCADA、DCS、PAC、IPC等設備的通信與聯網;支持斷線重連和續傳,通訊故障后具備自動恢復功能。

強大的編譯及運算引擎,采用面向對象設計的腳本編譯環境,支持腳本在線調試;

類“Basic”語言環境,提供面向對象編程方式,支持條件動作、數據改變動作、窗口動作等。

兼容多種關系數據庫,支持市面上主流的Microsoft SQL server、Oracle、MySQL等關系型數據庫。

審核編輯(王靜)
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