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北京力控元通科技有限公司
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  • 茶叶生产车间数据采集项目解决方案
  • 发布时间:2020/6/19 10:40:31   修改时间:2020/6/19 10:40:31 浏览次数:625
  •   一、项目背景
      时代发展日新月异,不同领域和行业正在面对前所未有的挑战与机遇。经济格局的变化,企业组织纷纷找寻自身的改革路线,制定新的发展战略。近年来,我国茶产业实现了长足发展,据茶叶流通协会发布的数据显示,2018年我国国内茶叶内销量(不含进口茶)达到191.05万吨,年增长9.35万吨,增幅5.15%,增长迅猛,在增长背后,茶叶企业正面临着生产智能与流程再造的难关。
      传统制茶工艺极其依赖人工进行制茶,一条生产线往往配备15名至20名工人,茶叶生产过程中由于工人接触而造成的污染也难以避免,这种方式生产效率低且产茶质量不稳定,生产成本颇高。所以现代化的茶厂,多采用了自动化的生产设备,以减少这种现象,但是只从设备上去改进,其所带来的提升是不够的,缺乏海量数据对工艺、质量的分析挖掘,同样无法保证产出茶叶的高品质、低成本,也不足以实现科学的生产改善。
      二 、项目概述
      本项目的主要建设内容包括:车间环境监测系统、数据采集网络、数据采集转发功能。
      本项目需要新增茶叶生产车间环境温湿度传感器,并将车间生产设备PLC与环境监测设备进行组网通信,通过局域网的方式,实现底层设备与上层系统之间的信息交互,典型生产工艺参数、环境状态参数能够被汇总至上位机系统。通过上位机系统中应用功能的开发,实现诸如:环境状态值展示,对车间的环境加以调节,如降温、除湿、加湿等功能。一些重要数据还需要支持转发到MES系统,通过MES系统的应用,对数据进行分析,形成具体的生产计划,指导生产进行的同时提升生产效率和生产水平,实现对设备状态的远程诊断与维护。
      三、方案价值
      3.1. 方案亮点
      该解决方案采用完全由力控元海主研发的ForceControl系列软件产品作为核心,该产品内置了多种通讯协议,如OPC、ModBus、主流PLC通信协议等等众多标准通信协议,且提供与多种主流关系数据库交互的链接程序,适配SQL语句规则,还支持接口和协议的定制开发。使用该产品的解决方案,能够支持断线重连和续传,且通讯故障后具备自动恢复功能,能够最大程度的保障系统的稳定性和数据的完整性。从项目开发和运维的角度来看,该产品采用组态式的开发方式,无需单独订制,能够有效提升开发效率,缩短开发周期与难度,降低项目建设、运营成本,最终提高整体效益。
      3.2. 方案价值
      通过本解决方案的应用,管理者能够准确的根据环境实时信息去调整环境状态,将环境控制到最有利于生产的状态下,以此提升茶叶的品质;通过对生产参数的历史数据进行系统且深入的分析,能够实现对不同季度的茶叶制作工艺进行合乎时宜的调整,以此优化不同品类茶叶的质量;通过将数据传至MES系统实现对车间生产数据的分析,企业就能够制定更加具体且贴合商务、市场需求的生产计划,将企业的生产效率和生产水平同步提升,以获得有利的市场地位。
      四、解决方案
      4.1. 设计概述
      本系统以ForceControl软件为核心,将车间生产设备、环境监测设备与本地及云端数据库进行连接,整体划分为三大部分:现场监测、数据网络、采集转发。
      现场监测:通过对各工艺生产车间加装环境监测装置,满足对现场环境实现实时监测的基本要求。
      数据网络:将全厂各车间的生产设备控制器、环境监测装置接入到生产局域网中,并通过该网络将各设备数据采集至上位机系统。
      采集转发:通过力控ForceControl组态软件,将车间的环境监测装置、生产设备的数据进行实时采集、处理,并转储至云端关系数据库,为MES系统数据分析提供数据源。

      4.2. 系统框架
      本系统框架包括底层设备数据采集、通讯网络、数据转发上云等三级架构,如下图所示:

      4.3. 系统功能
      采用本解决方案所建设的项目,能够有效的提升茶叶生产效率,优化茶叶的整体品质,并合理降低企业成本。其主要功能如下:
      4.3.1. 车间环境监测
      通过在车间加装环境温湿度监测设备、传感器等,SCADA平台能够实时获取不同工艺车间不同位置的温度与湿度信息,同时对这些信息进行可视化。管理人员根据系统中获取的温度、湿度值就能够对车间的空调、加除湿器进行实时的精准调控,使得对应车间的温度、湿度能够与正在生产的茶叶所需工艺进行匹配,从而提高产茶效率。


      4.3.2. 过程及分析
      SCADA平台通过实时获取各车间(萎凋、揉捻、发酵、干燥)各生产工序的设备运行参数,将生产车间的实际生产状况进行直观且系统的呈现,便于管理人员实现集中管控、合理调度。
      对于已生产完成的产品批次,系统能够通过结合管理人员主观上的判断(如:茶叶质量、口感的判断),以及生产数据的历史分析,为管理人员提供优化生产工艺,促进产品质量的提升的科学依据。

      4.3.3. 数据上云、MES
      生产数据和设备状态数据最终会上传至云端数据库,同时系统经过统计分析结果会体现在置于企业门户的生产看板,通过这种方式能够有效的提升企业竞争力,以及企业社会信誉。此外,该系统还支持根据销售的实际订单去制定具体的生产计划,以此确保生产的有序,提高生产的效率及管理上的规范化程度。

      五、技术提取
      ●拥有可靠的工业通讯设计,支持通过串口、网口、Wi-Fi、ZigBee、移动数据网络等方式与现场设备进行组网通讯;
      ●拥有数千种通讯驱动程序,支持与国内外主流的PLC、SCADA、DCS、PAC、IPC等设备的通信与联网;支持断线重连和续传,通讯故障后具备自动恢复功能。
      ●强大的编译及运算引擎,采用面向对象设计的脚本编译环境,支持脚本在线调试;
      ●类“Basic”语言环境,提供面向对象编程方式,支持条件动作、数据改变动作、窗口动作等。
      ●兼容多种关系数据库,支持市面上主流的Microsoft SQL server、Oracle、MySQL等关系型数据库。
  • 企业介绍
北京力控元通科技(简称力控科技)始建于90年代初,历经二十多年的发展如今已然成长为中国工厂自动化及信息化软件的脊梁,是制造业+互联网融合的行业解决方案及相关工业软件产品提供商及服务商。力控科技丰富的产品线构建了完整的工业互联网体…  更多>>
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