纺丝生产集散控制系统(DCS)中计算机网络技术的应用方案、应用技术及其发展动向。
面对持续多变和不可完全预测的全球化激烈的市场竞争,化纤工业企业迫切需要进行现代企业制度改革和技术更新,从而以*快的上市速度、*好的质量、*低的成本、*优的服务、*新的功能及*清洁的环境来满足市场对产品的需求和社会可持续发展的要求。因此,在这种形势下,借鉴己融合了信息技术、现代管理技术和系统工程技术等先进技术的CIMS理念,从思想上更新人们的观念,从技术上保证竞争的优势,*终取得并提升化纤工业企业的经济效益和社会效益,这是一个值得引起关注的重要课题。
1关于CIMS理念的应用CIMS是一种以计算机应用技术为核心,以系统工程的科学思想为指导,借助计算机网络和数据库工具,组织、管理和运营企业的生产过程,使之达到全过程、全局性优化的新型生产系统;是信息时代数字化、虚拟化、网络化、智能化、绿色化、集成化的一种新型生产模式。它将信息技术、现代管理技术、自动化技术、制造技术以及系统工程等先进技术相结合,综合应用于企业产品整个生命周期的各个阶段,通过信息集成、过程优化、资源优化实现物流、信息流、价值流的集成与优化运行,使之达到人/组织、技术、经营管理三要素的集成优化,用以改进企业产品开发的时间、质量、成本、服务、功能和环境,提高企业的市场应变能力和可持续的稳定发展。
CIMS的理念首先在制造业开始实施与应用,随之其方法和技术有了很大的发展,并在广度上和深度上突破了传统的内涵,原来所指的“制造”己经变为“大制造”的概念,它包括了企业产品整个生命周期的各类活动,即市场需求分析、产品定义、研究开发、设计、生产、支持、报废、环保等方面的集合。目前,有关CIMS的理念、方法和技术己开始渗透并应用于其他工业领域在国内外航天工业和服装工业中的成功应用不乏范例。因此,笔者认为,CIMS更是一种新的哲理、新的观念,只要根据化纤工业企业的具体情况和环境特点,充分发挥CIMS的思想哲理,那么,有关CIMS的理念、方法和技术同样亦适用于化纤工业领域。在立足于化纤工业企业现有条件的基础上,通过建立适合于化纤纺丝生产的CIMS模式,从而提高化纤工业企业的技术创新能力、缩短产品开发与“制造”周期,以实现快速响应市场和降低生产成本的双重目标,取得市场竞争的优势。
CIMS中的一个重要支撑部分是计算机网络子系统它由一组结点和链路所构成,是实施CIMS的工具和基础。随着计算机网络技术的日益成熟,促进了DCS在化纤工业生产过程中的推广应用,为引入CIMS的理念、方法和技术创造了更加完善的条件。然而,就DCS结构和CIMS模式来看,它们都是建立在网络基础上的。因此,选择好一个合适的实用网络,是实现CIMS工程的关键之一。
2化纤工业中网络技术的现状和应用CIMS的条件近几年来,我国一些化纤企业从不同国家和不同公司引进了成套纺丝生产线,其中绝大部分是DCS的生产线,它集计算机、网络通信、图像显示、自动测控、化纤工艺及设备、生产管理等技术于一体,分散控制、集中管理,使得化纤纺丝生产自动化的程度越来越高,是实现CIMS的必要条件。下面以三个具有一定代表性的实例来扼要说明网络技术在化纤纺丝生产线中的应用状况和存在的问题。
德国NEUMAG公司化纤纺织用丝纺丝生产线的卷绕设备控制系统中有一种简化的DCS,它通过EIA-RS232C及相应通信协议将便携式笔记本计算机(主机)与卷绕设备各微机控制单元(从机)联网进行数据通信,实现即插即联、点一点通信方式,其主要任务是主机可根据生产现场数据计算出往复导丝、锭轴传动控制等设定参数,利用专用通信软件包PPC51.EXE传送至各部位卷绕头控制单元。平时从机可脱机工作,在需要修改或重新设定现场参数时,则可与主机联网通信。
德国ZIMMER公司的锦纶工业用丝纺丝生产线采用了SIMENS公司TELEPERMM大型DCS,主要用于控制熔融、聚合、萃取、干燥、纺丝设备的温度等参数。整套系统具有冗余的CS275双总线系统作为数据高速通道,利用令牌传递方式的网络,使系统中各站之间的数据信息按分时多路方法进行串行传输,实现DCS集中管理层与分散控制层之间的信息交换。
瑞士RIETER公司涤纶工业用丝纺丝生产线的RIETRONIC电气控制系统采用新型专用计算机集散系统CIF,主要用来监测和控制从挤压机至卷绕头整个纺牵联合机组的生产过程,另外还可根据用户要求加切片定量送料等控制单元。它通过RS485总线网络使中央监控电脑(主机)可与定量送料、纺丝泵、温控器、压控器、牵伸辊、卷绕头等各个部件控制单元(从机)实现分机区联网进行数据传递;分别负责不同设备的多台中央监控电脑,又可通过由ARCnet构成的RIELAN网络相互联接;并可配备一个特殊接口采用标准协议进入更高层的分布式集散系统,用于加入计算机辅助生产管理信息系统。
综上所述,通过从国外引进采用DCS的化纤生产线,实现了生产过程自动化,使企业的技术水平跃上了一个新台阶。但是随着应用的不断深入,发现存在着一系列的问题,其中*主要的也是*普遍的是各化纤企业引进的DCS相对独立,尚未实现多系统的联网,故系统资源和数据无法共享,综合自动化管理的CIMS意识淡薄,从而对管理层发挥的作用不大,而计算机网络的核心用途就是资源共享上海:中国纺织大学出版社,1998.吴澄,李伯虎。CIMS的昨天、今天和明天,中国科学技术前沿。北京:高等教育出版社,1998.雷震甲,马玉祥。计算机网络。西安:西安电子科技大学出版社,1996.陈功富,韩贤东。计算机网设计与实现。北京:人民邮电出版社,1994.