应用

青岛卷烟厂制丝线集中监控系统，是2003年青岛烟厂异地技改项目的一个组成部分，整个集中监控系统以iFIX软件为基础进行构建，经过近五年的运行，系统稳定可靠，功能强大，很好的满足了制丝车间生产操作和车间管理的需要。

近年来随着烟草行加工工艺研究的深入，为实现“中式卷烟、特色工艺”这个目标，各烟草加工企业的工艺部门进行了大量的探索和试验，逐步形成了以分组加工为核心的柔性制丝工艺。在这样的背景下为了更好的实现分组加工柔性制丝，青岛卷烟厂决定进行新一轮的技术改造，从而前面提升该厂制丝线的生产制造水平。

需求

为了提高我国烟草加工的水平，通过多年的探索，分组加工工艺已经成为提高烟叶利用率，改善不同等级、不同部位烟叶加工质量，充分发挥烟草内在品质的有效手段。但是分组加工相对于传统的制丝线，其工艺加工的复杂性大为增加。其简要工艺流程对比如下图所示：

传统制丝线

分组加工柔性制丝线
图一 典型传统制丝线与分组加工柔性制丝线的对比

传统的制丝线基本采用的是按批次按照固定工艺路径进行加工的方式，而分组加工生产线，烟叶的加工过程不是按照固定路径和固定量进行加工，在加工过程中，物料存在混配，拆分等多种加工过程，因此生产加工过程对物料的跟踪、信息的管理都需要一个系统来进行支撑。具体的体现在以下几个方面：

1.适应面向分组加工制丝线柔性控制系统的分布式智能控制体系的建立。

为了适应分组加工柔性控制的需要，采用分布式智能控制技术可以很好的解决系统对加工控制柔性的需求，分布式智能控制单元能够在其自身范围内，实现对任务、工艺路径和加工参数的调度与管理，系统通过任务驱动各个单元的进行生产，通过协调任务的执行时间和顺序实现生产有序高效的运行，从而满足整个系统对分组加工和柔性化需求。因此集中监控系统需要作为智能单元的一部分，实现分布式智能控制。

2.分组加工柔性制丝模式下，对物料的追踪与管理。

由于生产加工过程中物料被分为不同的模块，并按照不同的路径进行加工，在某些环节物料又被混合或者拆分，整个加工过程均伴随着物料的变化，因此系统需要实现对物料的跟踪和管理。在中控系统中需要建立对物料的跟踪和管理机制。

3.与MES系统的紧密集成

MES系统作为分组加工柔性制丝线作业任务的调度者，作为智能单元一部分的集中监控系统应该能够与MES系统实现紧密的集成，能够通过IO服务器为MES系统实时工程数据，通过信息中间件实现对工单任务的接收和执行结果的反馈。

4.多协议支持、大数据量采集、高可用性的分布式IO服务器系统

在分组加工柔性制丝模式下，系统由多条生产线构成，不同生产线还配置有不同加工环节，这就造成在一个系统中存在着众多的PLC系统，这些PLC系统在数据采集方面有的是数字量信号多，有的是模拟量或者字符串型信号多，有的是采集频率快，有的是采集量大，因此在构建IO服务器时需要进行充分考虑和设计。

5.对于复杂工艺路径与工艺参数的管理。

在分组加工柔性制丝模式下，在各个分布式智能控制单元内部，需要监控系统与底层电控系统配合，实现对工艺路径和工艺参数的管理。以便系统能够快速响应MES系统发出的生产作业指令。

解决方案

为了满足青岛烟厂分组加工柔性制丝线的需求，系统由IO服务器、集中监控计算机、现场操作计算机、历史数据库服务器、关系数据库服务器和WEB发布服务器构成。系统的结构如下图所示：

图二、系统结构示意图

IO服务器：选用iFIX服务器版。针对烟厂的实际需求服务器采用了分组的方式，每组设置两台互为冗余的IO服务器。由于IO服务器系统需要对制丝线中多个系统（电控系统、设备状态检测系统、MES系统等）中的数据进行采集，同时数据量较大、PLC众多，因此采取了IO服务器分组的方式，合理的均衡了各个服务器的负载和所采集系统的类型，从而最大程度的提升了系统的可靠性。另外IO服务器也作为与MES系统进行任务信息和实时过程数据交换的接口服务器，通过IO服务器MES系统可以直接将任务工单下发的系统中，通过在监控计算机开发的接口程序实现了对任务工单的接受和信息反馈。

监控计算机：整线配置了多台监控计算机，并配置了iFIX iClient。每一条线均配置互为冗余的中控计算机和现场操作计算机，系统采用服务器/客户机方式与IO服务器进行通讯。在进行监控站开发时充分利用了iFIX软件在C/S模式下的优势，使系统开发的工作量大为减少，系统的部署也得以极大的加快。

在集中监控站中，利用iFIX内置的VB Script进行了大量开发，使操作站对MES系统可以接受和反馈任务工单的参数和执行结果，对电控系统通过开发实现了对单元内任务的管理和调度，实现了分布式智能单元的构建。通过二次开发的程序，系统实现了与MES的集成，通过向导式的操作，将复杂的MES工单下达过程，转变的易于操作和使用，并且实现了与MES的全面集成。在开发过程中充分的感觉到iFIX内置脚本功能的强大与易用，这对于需要进行定制开发的项目意义重大。

图三、二次开发的向导式工单接收与下达

历史数据库服务器：为了实现对过程数据的采集系统配置了历史数据库，配置的软件为Historian，通过历史数据库提供的OLE DB接口，可以将记录的数据进行输出。由于就近进行采集和存贮历史数据库所采集数据的频次比MES历史数据的频次高数倍，这很好的满足了制丝线在线质量分析的需要，同时也为物料跟踪提供了原始的数据记录。

WEB服务器：配置了最新的WEB发布软件iFIX WebSpace该软件可以将多个不同版本开发的iFIX项目进行发布。这对于一个存在多个版本iFIX系统的应用具有极大的便利，避免了多次开发的麻烦。

受益之处

通过这个案例的应用，充分体现了iFIX系统功能的强大，感受到了Proficy套件为工业自动化系统提供的各种便利，使用该平台所开发的应用系统可以很好的满足分组加工柔性制丝线对系统提出的要求，同时也为系统集成商提供了一个充分发挥自身二次开发能力的平台，这些优势将使iFIX继续在烟草行业的应用保持领先地位。

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