一、主要技术特点

• 采用工业级Zigbee无线技术，信号稳定、安装简单；

• 针对印染行业设计，刷卡扫描+数字录入，易懂易学易用；

• 在线监控与电子看板实时互动，实时预警、快速反应；

• 采用进的云技术和移动技术，通过手机APP及微信，随时查看和监控车间现场的生产状态；

• 可与环思的ERP生产管理软件无缝对接，提供实时的生产数据，为计划、工艺及统计的简约化、精细化、自动化提供数据支撑。

二、软硬件网络架构图

                                                                                 图为印染智慧工厂机联网系统软硬件架构图

三、系统主要功能介绍

         印染智慧工厂机联网系统基于C/S架构和B/S架构混合设计，通过C/S架构可以***能耗数据在人机界面实时显示，以及实时响应生产异常和报警信息。B/S架构可以让所有管理人员在远程通过IE浏览器即能查看生产数据。印染智慧工厂机联网系统可配合环思TIIP平台使用，也可脱离于环思TIIP平台独立使用，系统软件技术实现由三部分组成：
        现场终端：采用WINCE系统，主要实现生产工艺数据采集与控制、刷卡报工、信息查询等功能。现场根据机台类别安装电、水、汽、热计量、PLC等仪汽仪表，然后将各类型仪器仪表通过总线组成生产采集子网，再分别与通信管理机连接，实时上传能耗数据。
        中控软件：采用WINDOWS平台，主要实现硬件组态与配置、远程仪器仪表在线数据监听与控制等，可直接或间接实现。
        SOCKET服务：采用WINDOWS平台，主要实现所有WINCE现场端软件的数据交互工作，多线程处理机制。作为通信层的核心，既要采集仪表层的生产工艺数据，写入数据中心实时数据库。
1.系统主体业务组成 印染智慧工厂机联网系统主体业务由设备能耗数据的在线采集(MES)、设备运行效率和运行参数监控(PPC)、物流实时跟踪(LTS)、生产实时看板管理(RPK)以及采用MAP云技术实现移动办公和生产预警等五大子系统组成，主体业务组成见下图：


2. 实现能源数据实时采集与控制印染行业是一个高污染的行业，一方面节能减排是国家主导的一项基本国策，另一方面能源的成本在急剧上升。据印染行业数据统计，能耗的成本在生产成本中已经上升到三分之一，节能降耗是我们印染企业的头等大事，现在很多印染企业都开始在单机台上安装水、电、汽仪表，打破以往一个车间一个总表这种粗放的统计方式，把能源的考核落实到机台到班次到个人，并通过一段时间能耗数据的收集和分析，通过设置各品种的机台耗用量来通过比例调节阀来控制水和蒸汽的用量。

       环思能源管控子系统关注能源生产、配送和使用的各个环节。通过对能源的计量、监控、计划、统计对比、消耗结构分析等多种手段，使企业管理者掌握能源使用动向，并能制定能源消耗计划，分解到各个生产部门、班组、机台，使节能工作责任明确。环思能源管控子系统技术实现原理如下：
 
      
能源管控子系统主要能实现以下功能：

• 全厂以及各车间能源实时监控

• 远程抄表管理

• 能耗按机台，按车间，全厂进行日月年统计

• 能耗按机台，班组对比分析

• 能耗按日月年环比分析

• 按订单统计能耗成本。

• 各种机型水汽用量控制  

 

应用效果一：全厂区能源实时采集监控

 应用效果二：各车间能源实时采集监控

   
 

 应用效果三：远程采集电表数据

应用效果四：每日全厂产量能耗分析

应用效果五：当日各机台能耗统计

应用效果六：染色机蒸汽用量控制
                     
                                      
3. 实现对设备运行效率监控 如何提高车间生产设备的利用率，是企业时刻追求的目标，系统通过对车间生产过程的机台监控及关键设备数据进行采集，可以实时分析车间里各机台的有效工作时间，并可将停台时间细分为：搞卫生、打样、换料、换品种、设备故障、缺布等；帮助企业计划优化和工艺优化提供数据支撑，有效提高设备的利用率。环思设备效率监控子系统主要包括以下功能模块：

• 设备状态监控 (图一)

• 设备停台管理

• 设备效率分析

图一：车间设备运行状态监控（红色:故障停机，绿色正常生产，白色为停机）等。

 

    图二：通过时间段直观展示机台的运行情况 （不同的颜色代表不同的运行状态）

4.实现车间设备参数在线监测与控制

          通过网络信息化、数字化、智能化建立系统在线监控平台。将客户来样、电脑配色、打样***、客户确认样、染化料配方、放样工艺技术、染化料加料系统、大生产工艺技术储存到平台，技术部归纳常规产品的标准工艺档案。减少人为的重复劳动、抄错配方、染化料称错、入缸出错、工艺技术无序变化、操作随员工不同的责任心而变等的问题。

        通过搭建企业的标准工艺库，规范企业的生产技术档案，使之成为企业的宝贵财富。当有订单投产时，技术人员只需要从工艺库里挑选相符的工艺，并根据本次订单的要求做一些微调即可，一方面减轻技术人员重复繁杂的工作，一方面做到有据可依，可实现产前生产标准和车间实际生产的差异对比分析，让技术人员的工作重心转移到持续优化生产工艺上来。

         在产品工艺库里，除了规定好工艺路线，还对系统中每个工序对应的机台的运行参数进行了约束，可跟机台自控系统的信息点（机台配备的操作屏上参数点）一一对应，并设定允许的上下偏差，为生产过程中的工艺下载控制，运行状态在线数据采集、报警提供了依据。

         每个生产单在计划下达的同时，技术部门已经制定好相应的工艺方法，当车间操作工在环思控制终端刷入流程卡的时候，系统会自动把相关工艺参数下达到机台控制终端，并在条件允许的情况下，通过通讯接口送入机台的控制屏，实现对机台的控制。在机台的生产过程中，通过在线采集机台的运行参数，跟技术部门设定的工艺标准进行实时对比，当超出预设的偏差范围时候可实时报警，提醒现场操作人员和办公室管理人员进行及时干预，避免因为工艺不达标而造成质量问题的发生。
在生产完成后，技术人员也可以对每个生产单的生产历史过程进行追溯，获取生产现场的真实工艺数据，为翻单和后续的工艺优化提供数据支撑。

          环思国际集团总结200家左右印染企业信息化成功经验，以及客户在产品工艺控制方面的要求，开发出环思生产工艺监测及控制子系统。具体生产工艺监测与控制子系统如下图：




                   印染企业生产工艺在线检测效果图
    由于三维图形显示不够清楚，附表罗列一些常用机台的工艺参数采集以及控制点。
  附表一：

机台	采集点	采集参考方式（根据机型不一样变动）
烧毛机	车速	码表采集
采集	码数	码表采集
	火口流量	Lenze触摸屏采集，读取触摸屏程序。
	烧毛方式	Lenze触摸屏采集，读取触摸屏程序。
煮漂机	车速	码表采集、触摸屏采集
	码数	码表采集
	各区域张力值（蒸箱区、水洗区等）	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	水洗箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	高给液助剂用量	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	高给液助剂浓度值	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	高给液温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	堆置箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	堆置时间	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	漂白段助剂用量	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	漂白度助剂浓度值	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	堆置箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	堆置时间	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	PH值	现阶段操作工采用试纸检测如果需要自动采集PH需要加装PH测试设备。
	落布含潮率	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	各***量	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
丝光机	车速	码表采集、触摸屏采集
	码数	码表采集
	水箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	各区域张力值（浓碱区、淡碱区、水洗区等）	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	浓碱区碱浓	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	淡碱区碱浓	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	冲碱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	中车门幅	加装门幅装置
	水箱PH值	现阶段操作工采用试纸检测如果需要自动采集PH需要加装PH测试设备。
	落布含潮率	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	各***量	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。

 
 
 
 
附表二：

机台	采集点	设备及说明
染色机	车速、触摸屏车速	码表采集、触摸屏采集
	码数	码表采集
	轧车压力、轧车液位	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	蒸箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	水箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	水箱PH值	现阶段操作工采用试纸检测如果需要自动采集PH需要加装PH测试设备。
	出蒸箱封口温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	落布含潮率	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	各***量	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
水洗机	车速	码表采集、触摸屏采集
	码数	码表采集
	水洗箱温度	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
	水箱ph	现阶段操作工采用试纸检测如果需要自动采集PH需要加装PH测试设备。
	皂洗剂用量	加装流量计采集
	各***量	Simatic Net 以太网通讯 ，读取西门子PLC参数程序地址。
印花机	车速	码表采集
	码数	码表采集
	循环风、排风	平网：三菱变频器采用加模拟量测量模块采集（4015）  圆网：EMERSON变频带有通讯口（485通讯或加装4015模块）
	烘房温度	平网：MAC50A  SHIMAX温控器需要跟换 圆网：上海样帆机电有限公司（FY-D805-020-12）需要跟换  UDIAN  AI 接线端子有 A+ B- 用485通讯
	圆网磁棒压力/平网刮刀压力	圆网磁棒压力/平网刮刀压力是厂家自己设计需要跟厂家联系是否有带有压力通讯的设备
定型机	码数、车速	码表采集
	门幅	码表采集
	烘房温度	E5EZ 温控器需要跟换带有通讯服务
	超喂	Lenze变频器 读取变频器的当前频率 加装4015模块
	循环风、排风	Lenze变频器 读取变频器的当前频率 加装4015模块
预缩	进布超喂、泥毯超喂、烘筒温度、落布超喂	进布超喂、泥毯超喂、落布超喂从触摸屏读取，读取触摸屏或者西门200程序地址 烘筒温度（honeywell-dc1040）跟换带通讯
	车速、缩布率	码表读取

 

5. 实现物流实时全程跟踪与机台产量实时上报

         通过条形码（一维码、二维码）和RFID卡（无线射频） 对生产现场各流转布匹（包括原材料、半成品到成品）进行批次单位的标识，然后通过现场的各类采集设备进行各工段的流转信息实时采集，并将这些采集信息与ERP系统进行交互，实时监控到任何批次布匹的位置；
         
          以往ERP系统收集车间每天生产的产质量情况主要靠人工现场收集，这种方式的做法是值班机长先在值班日志上填写，再交车间文员录入，这样一方面是时间上会滞后一个班，另一方面准确性也不高。而环思车间产量报工采用传感技术，实时感应每车布的上下机数量。操作工在该车布开始生产时，在机台现场终端上扫描条码进行报工，这样一方面可以校验作业计划的安排，另一方面可以自动下载该车布所对应的工艺要求，为印染车间的数字化生产提供基础。车间报工的结果一方面可以反馈生产单的生产进度和质量情况，方便业务员和计划调度人员及时掌握生产单的生产进度，以及工人真实产量。另一方面可以根据下载的工艺要求，监控机台的运作状态，便于管理人员随时监控车间的生产动态，为下一步的计划安排提供参考依据。***也能为技术人员提供现场生产的真实生产工艺数据，为产品的工艺改善提供依据。


 

6. 实现及时设备维修保养管理

通过和设备厂家通讯端口的对接，本系统可以实时的监控车间机台的运行状况，对设备的车速、温度、电流值、张力参数等进行动态展示，帮助设备管理人员预判机台的异常状况，减少因为设备故障而导致的突然停机。


系统通过建立设备档案，对设备的安装、调试、运行、维护、报废全生命周期进行管理。可通过实时连接设备获取运行累计时间，帮助设备管理人员科学制定设备的维护检修计划，并在设备厂家要求的范围时间能进行设备的维护保养，确保设备的稳定运行。系统还可以对设备的维修备件领用，维修工时进行记录跟踪，可快速统计分析机台设备在每一个周期内的维护成本。
 

系统还可以通过在线读取机台设备的故障代码，实时展现机台设备的故障位置和对应的处理方法，并可以通过环思APP或微信时间把相关信息发到相关人员的手机上，帮助设备维护人员准确排除设备的故障，减少车间的停台时间。
 
 
 
机修工到达现场，在环思MT1000智能终端刷卡报到，系统记录开始维修时间，统计响应时间，提高响应速度，减少不必要的停台时间；等机修工完成维修后，记录机修故障，并按操作工确认的故障排除时间，自动记录机修工的出勤时间。

7. 实现生产实时看板管理

通过车间的实时看板管理子系统，对车间的实时信息进行传达和反馈，并实时进行预警，方便管理人员时间进行干预与调整，把问题扼杀于萌芽状态之中，变事后控制为事前控制。

• RPK生产实时看板管理将大大加强信息传递和展示的效率；

• 与MES生产在线采集与执行系统、ERP生产过程管理与控制系统集成后，信息将在后台自动实时生成、自动发布，信息生成、发布更加实时化；

• RPK生产实时看板管理将目标管理、量化管理变为一个可视、可执行的体系，大大加强了目标考核的可执行性和有效性；

• RPK生产实时看板管理可以将预警信息实时显示，如停台报修、工艺偏差预警、目标达成偏差等，并将这些信息可视化显示，公平公正、可信度高，大大提升监督效果。

8. 实现云技术移动终端应用

• 利用当前进的云技术，将ERP生产过程管理与控制中的信息，通过认证和确认后，有筛选、有权限控制的发布到“企业私有云”；

• “企业私有云”的信息，可自由选择用各类移动设备进行登录和访问，如苹果的Iphone手机、三星等的Andriod手机、各类平板Pad等；

• 可扩展至企业供应链上下游企业级的应用，如让企业的客户能查询到订单的进度信息、进度信息、发运信息、质量信息等；如让企业的供应商查询到采购合同的确认、采购发货、到货、检验确认、付款进度等信息；

• 运用云技术，大大加强了企业内部信息的可移动应用性和扩展性。