厦门宇电自动化科技有限公司  开发部  邵平 

关键词：生产流水线【开机】【停机】效率监控、AI-2070C分体式无纸记录仪

一、概述
    当前工厂生产流水线效率监控提到了管理日程上来了，要求生产企业对设备的【开机】【停机】开工率考核如：机械类、食品类、服装类等，对生产流水线的温度、压力、流量工艺参数、报警数据记录下来，及时解决问题。但其生产线相对较长，管理起来难度大，如果生产线上某一工位出现问题不及时解决，将会严重影响整条生产线的运作和生产线的生产效率。
    目前各生产线在计件管理上，大部分都是采用人工计数，人工抄写温度、压力、流量数据，容易出错，也容易造成数据的丢失，不利于数据的保存、统计、分析，并且浪费大量人力和物力。
    为了解决工厂目前存在的生产流水线效率监控这些问题采用，新一代真彩人机界面AI-2070C分体式无纸记录仪建立一套完善的生产监测系统，采用本公司自主研发的各类测控模块，传输模块组成，完*现场生产线管理的问题，提高了生产线的生产效率，实现智能化、科学化的管理，整体提高了工厂的管理水平，达到提高生产效率、保证生产质量等重要作用。
    新一代真彩人机界面AI-2070C分体式无纸记录仪，全中文触摸操作，操作方便，易于学习。在流程图中实时操作控制，功能上已超越了一般的无纸记录仪，综合了人机界面和无纸记录仪功能于一体，全屏显示各类数据。

二、效率监控系统组建
    流水线监控采用上位机（真彩人机界面）＋下位机（AI模块仪表）的结构，总线连接，按地址排列，每台AI仪表相互独立运行显示、互不干扰，通电就能显示操作；连接RS485通讯线即买即用。
    效率监控如：生产线电机控制【启动】、【停止】连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块，地址设33号；生产线电机【开停】次数统计：连接AI-3011D5开关量8个输入干接点。
    工艺测控如：生产线过程控制包括各类温度、压力、流量、频率等信号，也包括人工智能PID调节、流量积算、电量测量等功能，可按需要配置，任意组合。输入及输出规格极为丰富，可任选单路或多路显示报警仪、智能调节器、手操器、流量积算仪或开关量输入输出模块。
    AI-2070C分体式无纸记录仪和测控仪表可以单独购买并可自由扩充，每台记录仪可选择2、4、6、8、12、18、24、30、36通道类型软件；自由编辑选择AI通道硬件型号；可写入设备位号如：【TIC-101】；计量单位【℃】等；参数设置密码【111】。                                                 
    系统对测量信号进行全隔离采样、记录和通讯远传，并能够完成多路继电器、数字量输入/输出控制功能。满足工业现场可靠的实时性控制和操作简便的要求。适应机械设备工作效率监控器应用。

三、效率监控系统功能
    新一代真彩人机界面AI2070C分体式无纸记录仪监控工厂生产流水线机械设备【开机】【停机】效率监控，统计设备的【启动】累计时间、【开机】累计次数记录；同时工厂生产流水线机械设备的温度、压力、人工智能PID调节；流量积算、电量测量等工艺参数，采用外插2G数据电子盘保存数据，数据保存按*先出的原则；保存数据达三年以上，提供按年、月、日、时方式查询功能，形成报表数据（见图）快速有效地对机器的生产效率作出数据统计。操作方式采用全中文化显示，提供友好的人机界面，方便用户使用和操作。
    使用宇电AI系列调节仪表作为测控输入模块实现多通道数字全屏显示现场控制设备，可按需要配置，任意组合。           
主要有如下功能：
1、 实时的生产线当前工位的设备状态统计数据【累计时间】、【开机次数】。生产流水线过程控制的温度、压力、流量及人工智能PID调节工艺参数显示。
2、实时、历史数据趋势曲线分析在【实时曲线】【历史曲线】按通道顺序排列1、2、3、4固定组合在一起，直观的显示相关通道间的变化关系。点击【数据框】返回【单条曲线】画面，在【实时曲线】、【历史曲线】画面点击【S】或【量程设置】可选择启用单条或4条曲线显示趋势变化；设置查询起始时间及时间跨度；不同的曲线量程范围启用单条查询。通过【上一页】，【下一页】的切换组合通道。    
3、实时的查询数据在【报表】右下角 点击【S】查询，显示当前起始时间，修改查询的起始时间：年/月/日/时/分/秒；修改时间跨度：时/分/秒设置；设置数据查询行间隔【6～43200秒】，用于快速抽样查询数据库中的数据；点击【确认】按钮，系统即刻显示数据报表；报警报表；建议时间跨度尽量短，提高数据查询速度。
4、历史数据集中式管理方式，外插CF卡来保存数据。可以根据客户的实际需要，设置数据的采样时间，存储间隔以及是否保存记录，是否立即保存数据到CF卡等功能，转存数据通过读卡器在PC上直接打开，数据备份至计算机上，强大的软件处理功能，按年、按月、按日等时间段进行数据统计查询；用【宇电无纸记录仪图形软件】来阅读数据曲线；来满足不同的需求。

四、效率监控数据处理
    保存在电子闪存卡的数据，用读卡器在PC上复制数据到PC机用图形软件打开数据；CF卡内：【AL】数据包是报警报表；【DL】数据包是数据报表；按年/月/日/小时来保存数据源文件。保存数据的数据是加密的必须采用的宇电PC图形软件来阅读。
    加密数据包PC上阅读图形软件方式：DataLogTool 1.0图形软件是专为无纸记录仪开发的，一个可在计算机上运行的工具软件，其作用是用来将无纸记录仪的加密记录在CF卡上的数据集中管理，便于用户查询数据报表，查看历史曲线，并可以对其进行打印的功能。在计算机【开始】的程序里有【宇电无纸记录仪图形软件】帮助文件。点击【查看报表】按钮，可以显示打开的记录数据与报警记录的文件或是用户从CF卡里查询到的数据，以报表的形式显示出来。
1、查看报表 ： 点击【查看报表】按钮，可以显示打开的记录数据与报警记录的文件或是用户从CF卡里查询到的数据，以图形、报表的形式呈显出来。     
 流水线电机工作效率监控次数曲线图：打开图形软件在曲线图上移动鼠标，栏目上显示开机次数。 
流水线温度、压力、流量工艺数据报表曲线图：                            
2、查看曲线：点击【查看曲线】按钮，可以显示在报表中已查询到的并以报表方式显示出来的数据，以曲线的形式显示出来。上图显示的曲线可分为几个部分的内容：
①曲线图zui上面中间部分，显示的是查询的记录名称；
②紧接着是【当前时间】一栏，表示当前游标线所在的位置的某一时间点；
③ 对于游标线的操作，用户可以用鼠标的左键在曲线图上单击，也可以使用键盘的左右“<-”“-〉”键进行操作；
④ 紧接着“当前时间”一栏下面的是显示用户所要曲线的名称，颜色，线型等属性。在曲线名称的括弧”（  ）”里面值表示，当前游标线所在的位置的各条曲线的采样值；
⑤还有一部分就是X轴显示为时间轴，Y轴显示为数值的上下限；
⑥用鼠标左键双击曲线图，也可以弹出曲线设置属性的框；
3、曲线设置：点击【曲线设置】按钮，可以根据用户的需要自行的定义曲线显示的属性；
①选择所要绘制的曲线数目,可以自由的选择具体要哪几条数据；
②设置每条曲线的颜色和线型，先用鼠标左键单击选择左边【选择显示的曲线】列表中所显示的曲线，而后在【曲线属性】中选择颜色或线型；
③设置图像显示属性：用户可以自行的选择曲线图像的背景色以及是否显示XY轴网格线（默认是显示）；
4、文本编辑功能：可以根据需要更改曲线和报表显示的通道名称，标题名称以及增加备注等等。此外，您的这些名称的设置以及曲线显示的属性设置，还可以以配置文件的方式【保存】，进行【导入】和【导出】的操作，使得下一次使用时不必再重新设定这些属性。

五、案例说明：生产线电机、干燥、喷雾设备效率监控
    流水线监测系统主要是实现对生产流水线各工位的监测功能如：
1、流水线电机控制【启动】、【停止】连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块，地址设33号，电机【开停】次数统计：连接AI-3011D5开关量8个输入干接点，
    温度自控，选用仪表AI-808X3L1L1S4；更换各类控制输出模块可以控制：交流接触器、固态继电器、可控硅、变频器、电磁阀、调节阀、开关量输出接点等等   

2、离心机【启动】、【停止】连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块，地址设33号，
    离心机【开停】次数统计：连接AI-3011D5开关量8个输入干接点，
    离心雾化器的转速调节：根据多品种物料粘度的不同，采样变频无级调速功能。选用AI-808FX3L1L1S4   

3、喷雾造粒机电锤【开启】【停止】连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块，地址设33号，
    电锤机【开停】次数统计：连接AI-3011D5开关量8个输入干接点，
    喷雾干燥造粒机过滤器设立各压力、压差检测报警点选用仪表AI-706MJ4J4J4L1S
4、电机电压、电流、功率测量：电流、功率测量的监控，仪表型号：AI-601ANX3L5L5S4型交流电流/电压/功率通用型测量显示报警仪表；标准型，输入电压0~500VAC，电流0~具备采用互感器隔离的一路交流电压及一路交流电流信号输入，测量精度高达0.2级，主板与强电隔离，支持通讯、变送及报警等功能。支持多达四路报警功能，包括二路上限及二路下限报警，可以独立输出也可共用一路继电器输出。
7、选型总结采用AI分体式无纸记录仪对机械设备工作效率监控，随时记录监控设备的工艺参数，设备工作效率，提供了详细的数据报表。

六、设备的安装与调试：
    AI-2070C分体式无纸记录仪是采用上位机（新一代真彩人机界面）与下位机（AI模块仪表）总线连接，按地址排列，每台AI仪表相互独立运行显示、互不干扰，通电就能显示操作；设定每台仪表的地址号就能正常显示工作。控制仪表按1、2、3、按序排列；在无纸记录仪上直观的全屏显示工业现场实时数据；
    生产流水线效率监控                             
    在流程图上操作员可十分直观的远程控制电机【启动】、【停止】，连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块，地址设33号，图中开关按钮可控制4台电机启停；连接AI-3011D5开关量8个输入干接点，地址37号，显示设备运行状态，统计【启动】、【停止】次数【图2】；
    用生动形象的图形画面来描述现场生产工艺流程，是整个工业现场的缩影。它不仅仅是一个画面，直观的展示了工业现场实时数据，从而使得操作员具有十分直观的远程控制。
    流水线温度、压力、流量调节
    温度、压力、流量、人工智能PID调节【图5】采用AI显示控制仪表性能：*性地采用了平台概念，将非常专业化的数字调节仪表转为平台化设计的产品，能实现比以往封闭式设计产品更快的进步及更高的性能/价格比。它包含高通用性的硬件主板（包含I/O接口及模块插座、显示接口插座、A/D转换单元及电源单元），通过安装不同的软件及CPU、输入/输出模块及显示界面，即能适应多种不同功能的过程仪表控制要求，比如温控器、调节器、复杂回路调节器及双回路调节器、多路巡检仪及流量积算仪表等等。功能齐全性能稳定，改变仪表内部参数就可实现多种输入输出功能。                             
    仪表的调试AI－808人工智能调节算法是采用模糊规则进行PID调节的一种新型算法，在误差大时，运用模糊算法调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用改进后的PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果*化。具有无超调、高精度、参数确定简单、对复杂对象也能获得较好的控制效果等特点。
    在使用过程中AI调节器 结合PID调节、自学习及模糊控制技术，实现了自整定/自适应功能，及、无欠调的调节，性能远优于传统PID调节器。控制设备装配
    仪表自整定方法：
    在使用过程中首先要自整定：自整定是让温控器执行ON/OFF（位式）控制，经2－3次振荡周期后仪表内部微处理器根据位式控制产生的震荡，分析其周期、幅度及波形来自动计算出M5、P、T
等控制参数。
    系统在不同给定值下整定得出的参数值不*相同，执行自整定功能前，应先将给定值设置在zui常用值或是中间值上，如果是程序型仪表请把*段C01=修改设置在系统使用的zui大值上，再执行启动自整定的操作功能。参数CtI（控制周期）及dF（回差）的设置，对自整定过程也有影响，一般来说，这2个参数的设定值越小，理论上自整定参数准确度越高。但dF值如果过小，则仪表可能因输入波动而在给定值附近引起位式调节的误动作，这样反而可能整定出*错误的参数。推荐CtI=0-2，dF=2.0。此外，基于需要学习的原因，自整定结束后初次使用，控制效果可能不是*，需要使用一段时间（一般与自整定需要的时间相同）后方可获得*效果。如果系统是保温性能好的电炉，给定值应设置在系统使用的zui大值上，再执行启动自整定的操作功能。参数CtI（控制周期）及dF（回差）的设置，对自整定过程也有影响，一般来说，这2个参数的设定值越小，理论上自整定参数准确度越高。但dF值如果过小，则仪表可能因输入波动而在给定值附近引起位式调节的误动作，这样反而可能整定出*错误的参数。推荐CtI=0-2，dF=2.0。此外，基于需要学习的原因，自整定结束后初次使用，控制效果可能不是*，需要使用一段时间（一般与自整定需要的时间相同）后方可获得*效果，自整定结束系统就可投入运行。

七、结束语：
    生产流水线效率监控AI-2070C分体式无纸记录仪主要是实现对生产流水线各工位的监测功能，完成对生产线各工位【启】【停】效率的状态及生产流水线的过程控制中的各类温度、压力、流量、工艺参数信息实时监测记录，所有数据保存在采用外插CF卡2G电子盘保存数据，以备查询当前生产线上的工位状态，工艺参数一目了然，将信息提供给管理人员，管理人员能随时随地及时了解当前状态，做出相应的管理措施,从而实现对整个生产线的科学管理，达到提高生产效率、保证生产质量等作用。
    新一代真彩人机界面AI分体式无纸记录仪广泛应用在化工、冶金、石油、制药、食品、电炉、恒温恒湿箱、机械设备配套、试验室移动控制屏、或运用于对包装、注塑机、纺织机械等机械设备的生产效率监控。此套系统还可用于小型DCS控制系统等诸多行业中作为操作显示器。