CN109610056B - 一种环锭细纱机物联网生产监控管理*** - Google Patents
一种环锭细纱机物联网生产监控管理*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，涉及纺织监控技术领域，本发明采用基于Modbus协议的通信，通过Zigbee传感技术传输数据，解决了传统技术只能操控单台竹节纱机器的问题，实现了一次性操控多台环锭细纱机，且无需进入车间设置；通过本地生产监控管理***，不仅能监控多台细纱机生产设备的相关数据，同时能统一设定多台机器的生产参数，解决了传统技术中局限于车间现场监控及操作的问题，节省了大量的时间，有利于及时发现问题和处理问题，高效地监控及操作细纱生产，提高了企业细纱生产效率，大大提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及纺织监控技术领域，特别是一种环锭细纱机物联网生产监控管理***。
背景技术
细纱工序是成纱的最后一道工序，其通过对粗纱进行数十倍的牵伸并加捻，纺制成具有一定特数、符合相关质量标准的细纱，细纱的质量好坏最终决定了成品的质量。同时细纱工序也是棉纺织厂最为重要的一道工序，纺织厂生产规模的大小就是以细纱机总锭数表示的，细纱机单产的高低反映了纺织企业的生产水平，细纱的质量、原料物料耗电量等指标、劳动生产率等是纺织企业技术和管理水平的体现，细纱工序消耗的多少决定了纺纱的成本，细纱千锭时的断头率是企业考核的重要指标。同时，细纱车间是纺织企业空间最大且空调要求最高、机器台数最多、能耗最高、用工数最多、劳动强度最高的车间。因此，该工序对于产业升级中信息化、自动化的需求最为迫切，同时可为纺织行业的产业升级起到良好的典型示范作用。
然而，目前我国纺织机械设计制造集成化、模块化、自动化、信息化的应用尚不普遍，90%以上的高端纺织装备仍然需要进口，传统纺织设备仍占主导地位，仅有部分国产纺织装备具备联网功能，而适用于纺织行业的软件、硬件更是非常匮乏，亟需加大力度开发专门针对各类纺织设备大数据分析、挖掘与应用的实时智能管控***。纺织信息化推进多年，在企业管理信息化、产品设计数字化等领域取得一些进展，但在生产制造和物流管理自动化等领域才刚刚起步，面临一系列应用瓶颈和技术难题。而移动互联技术的出现和发展，一系列相关技术的应用，加强了在线实时采集和处理数据的能力，为解决这些技术难题提供了一条有效的路径。移动互联技术的广泛应用，使得生产和物流可有效实现更加精细和动态的管理，必然有利于制造执行***、供应链管理***、电子商务***推广应用，提高企业资源计划等信息***的使用效率，扩大信息化***的覆盖面，提高资源利用率，提升行业整体的信息化水平。因此，“新兴产业”物联网必然会对“传统产业”纺织行业尤其是其中最为重要的细纱生产工序具有巨大的推动作用，两者的有效结合也是纺织行业未来发展的必然趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，本发明解决了传统技术中局限于车间现场监控及操作的问题，节省了大量的时间，有利于及时发现问题和处理问题，高效地监控及操作细纱生产，提高了企业细纱生产效率，大大提高经济效益。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，包括底层数据获取***、信息传输***和智能管控平台***，
底层数据获取***用于将获取的环锭细纱机中的生产信息经信息传输***传输至智能管控平台***，以实现对细纱生产过程的监控及生产参数的设定；
所述底层数据获取***包括环锭细纱机运行***、管纱质量追溯***、纱锭运行监控***和生产能耗监控***，其中，
所述环锭细纱机运行***包括环锭细纱机，所述环锭细纱机包括控制***，所述控制***包括牵伸***和卷绕***，所述牵伸***包括后罗拉、中罗拉、前罗拉，所述后罗拉、中罗拉、前罗拉分别由第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机带动转动，所述卷绕***包括主轴和钢领板，所述主轴由第四伺服电机带动转动，所述钢领板由第五伺服电机带动升降，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机通过可编程逻辑控制器与触摸屏相连，在所述触摸屏的主界面上设置有机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面；
所述管纱质量追溯***包括纱管，细纱机的每个锭位上均设置一个单独的纱管，且纱管在使用时嵌入在细纱机的每个锭位的锭子上，通过锭子转动继而带动纱管转动继而实现所纺制的纱线不断的卷绕在纱管上，在每个纱管的内壁上贴附有超高频射频识别电子标签，超高频射频识别电子标签内部设置有读写单元，读写单元内在进行纺纱时将该管纱纺纱时所对应的锭子信息写入，所写入的锭子信息包括该锭子所在的细纱机的具体型号和编号、该锭所在的细纱机上的具体的锭子位置、该锭子上的管纱生产时所采用的粗纱的原料信息，读写单元在管纱满管落纱后将该管纱写入的信息读出到带有Zigbee的无线传输装置的器件中，而后器件通过无线传输装置和信息传输***将读出的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，当后道络筒工序中一旦电子清纱器发现某管纱质量异常，则采用读取器读取该管纱的读写单元内的信息到带有Zigbee的无线传输装置的器件中，而后器件通过无线传输装置和信息传输***将读出的质量异常的管纱的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，则在信息云存储平台大数据存储服务器的数据库中生产报表，统计该管纱的异常信息，同时通过对生成的报表的数据的再处理，给出每个锭子的异常统计报表、每台细纱机的异常统计报表、每种粗纱的异常统计报表；
所述纱锭运行监控***包括多光电检测装置，在多光电检测装置上设置有Zigbee无线传输装置，在多光电检测装置的上部同时设置有报警***，报警***与多光电检测装置通过传输线路相连接，所述多光电检测装置固定安装在钢领板上，细纱机的每个锭位对应的钢领板上均设置有一个钢领，在钢领上骑跨由钢丝圈，在细纱机每个锭位对应的钢领板上均设置独立的多光电检测装置，在细纱机的前车台面和后车台面的钢领板上开设有铝合金轨道，多光电检测装置固定安装在钢领板的铝合金轨道上，使用时，多光电检测装置内的发光管发射红外光，正常纺纱时，纱线绕过钢丝圈卷绕在纱管上，因此纱线在纱管上缠绕一周便带动钢丝圈环绕钢领转动一周，从而带动钢丝圈沿着钢领进行周期性的转动，从而对多光电检测装置发出的红外光产生周期性的影响，这种被周期性影响的红外光经过红外接收管及光电转换、滤波及放大电路得到相应的信号，这种经处理后的信号在单片机处理后得到相应的断纱信号指示，也就是当锭子正常运行时得到一组相应的第一正常信号，当锭子转速变慢或变快运行时得到一组相应的第二异常信号，且通过设置相应的单片机的换算处理单元计算得到异常时的锭速相对于正常时的锭速的差值，当纱线断头时得到一组相应的第三异常信号，当第三异常信号出现时报警***进行报警指示，当纱线接头后，第三异常信号消失且报警***的报警指示消失，且对每次报警***的报警时间进行统计，同时，多光电检测装置通过无线传输装置和信息传输***将得到的每台细纱机的每个锭位的状态信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器；
所述生产能耗监控***包括生产环境监控***和***能耗监控***，所述生产环境监控***包括温湿度传感器、DDT直接数字控制器、执行机构，所述温湿度传感器设置在纺纱车间，同时在室外设置有相应的温湿度传感器，每个车间的所有设置的温湿度传感器将所测试的数据传输到DDT直接数字控制器，并计算出所有测试结果的平均值，并将该平均值与室外的温湿度传感器的测试结果进行差值计算，DDT直接数字控制器根据计算得到的差值结果和所设置的所需的车间温湿度的工艺参数，采用优化控制算法得出的实时最优的运行条件，并通过执行机构调节空调送风量和水泵供水量以及室外新风和回风的混合比，确保车间的温湿度始终稳定在工艺要求范围内，同时达到显著的节能效果，且在DDT直接数字控制器上设置有Zigbee无线传输装置，同时，DDT直接数字控制器通过无线传输装置和信息传输***将接收到的每个车间的温湿度传感器测试得到的温湿度的平均值传输到信息云存储平台大数据存储服务器，同时通过信息传输***对所设置的所需的车间温湿度的工艺参进行更新设置；所述***能耗监控***包括数据中心、能耗数据采集终端、智能仪表，其中数据中心负责接收采集终端设备的上报数据，并对数据进行分类处理、存储，并定时通过无线传输装置将速获取的数据传输到信息云存储平台大数据存储服务器，能耗监测***管理平台软件属于数据中心端***，是能耗监测***的核心部分，安装在专用服务器或计算机中，服务器或计算机通过云存储平台大数据存储服务器获取相应的能耗信息，能耗监测***管理平台软件负责所辖区域的机房等能耗的集中管理，功能涵盖仪表管理、采集终端管理、能耗管理、数据分析展示、数据报表，能耗监测***管理平台使用B/S架构；能耗数据采集终端安装在各个细纱车间中，负责车间内细纱机台电能能耗的数据采集，采用专用低功耗嵌入式采集设备，通过现场总线连接各种智能计量仪表，支持多种主流通信协议，并主动对仪表、传感设备进行数据采集，定时或按需将数据上传到数据中心层，提供AO、DO端口，同时可对智能仪表下达控制命令；智能仪表，包含各种具备数据远传功能的电能计量仪表、传感设备及执行器，电能计量仪表包括单相电能表、三相电能表、多功能电能表，负责电能的实时用量计量，为能耗数据采集终端提供原始能耗数据。
作为本发明所述的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***进一步优化方案，信息传输***包括Zigbee无线传输装置、网关，在每个环锭细纱机运行***的控制***上设置有一个Zigbee无线传输装置，环锭细纱机的控制***通过Modbus通讯协议经Zigbee无线传输装置将触摸屏上的机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面内的参数信息传送至网关，网关通过局域网进一步将信息传送到信息云存储平台大数据存储服务器。
作为本发明所述的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***进一步优化方案，智能管控平台***包括信息云存储平台大数据存储服务器、手机移动客户端APP、本地生产监控管理***，在所述信息云存储平台大数据存储服务器内设置有数据库，数据库中采用数据挖掘技术以及模式识别算法，分析所获取的海量数据间的相关性，提取核心数据特征，实现生产计划层与车间制造层间信息的实时有效衔接，并上传云端平台，实现所有工艺设备、生产过程和运行管理等的共享共用；云存储平台主要包括分布式存储、数据存储和数据保护，其中分布式存储包括分布式文件***、数据同步、复制，数据存储包括重复数据删除、数据压缩、数据编码；手机移动客户端APP基于目前主流的Android操作***设计，包含生产数据实时查询、设备报警、提醒功能，云端与用户交互、报告生成、***配置、服务器通信模块；本地生产监控管理***是基于Web操作的可视化界面，包括登录界面、生产过程监控界面及参数设定界面。
作为本发明所述的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***进一步优化方案，环锭细纱机的数量在50-100个之间。
作为本发明所述的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***进一步优化方案，网关的数量在2-5个。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明采用基于Modbus协议的通信，通过Zigbee传感技术传输数据，解决了传统技术只能操控单台竹节纱机器的问题，实现了一次性操控多台环锭细纱机，且无需进入车间设置；通过本地生产监控管理***，不仅能监控多台细纱机生产设备的相关数据，同时能统一设定多台机器的生产参数，解决了传统技术中局限于车间现场监控及操作的问题，节省了大量的时间，有利于及时发现问题和处理问题，高效地监控及操作细纱生产，提高了企业细纱生产效率，大大提高经济效益。
附图说明
图1是本发明的环锭细纱机物联网生产监控管理***的结构图。
其中，1为环锭细纱机，2为环锭细纱机控制***，3为Zigbee无线传输装置，4为网关，5为本地服务器，6为本地生产监控管理***。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明通过Zigbee无线传输装置，将采用电子牵伸的环锭细纱机中的所需生产信息传输到网关，再由网关经局域网传输到本地服务器中，使用基于PHP Web环境下开发的监控管理软件，以实现对细纱生产过程的监控及生产参数的设定和管理。
本发明涉及到一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，包括底层数据获取***、信息传输***、智能管控平台***，
所述底层数据获取***包括环锭细纱机运行***、管纱质量追溯***、纱锭运行监控***、生产能耗监控***，
所述环锭细纱机运行***包括环锭细纱机，所述环锭细纱机包括控制***，所述控制***包括牵伸***和卷绕***，所述牵伸***包括后罗拉、中罗拉、前罗拉，所述后罗拉、中罗拉、前罗拉分别由第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机带动转动，所述卷绕***包括主轴和钢领板，所述主轴由第四伺服电机带动转动，所述钢领板由第五伺服电机带动升降，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机通过可编程逻辑控制器与触摸屏相连，在所述触摸屏的主界面上设置有机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面。
所述管纱质量追溯***包括纱管，细纱机的每个锭位上均设置一个单独的纱管，且纱管在使用时嵌入在细纱机的每个锭位的锭子上，通过锭子转动继而带动纱管转动继而实现所纺制的纱线不断的卷绕在纱管上，在每个纱管的内壁上贴附有超高频射频识别电子标签UHF-RFID，超高频射频识别电子标签内部设置有读写单元，读写单元内在进行纺纱时将该管纱纺纱时所对应的锭子信息写入，所写入的锭子信息包括该锭子所在的细纱机的具体型号和编号、该锭所在的细纱机上的具体的锭子位置、该锭子上的管纱生产时所采用的粗纱的原料信息，读写单元在管纱满管落纱后将该管纱写入的信息读出到带有Zigbee无线传输装置的器件中，而后器件通过无线传输装置和信息传输***将读出的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，当后道络筒工序中一旦电子清纱器发现某管纱质量异常，则采用读取器读取该管纱的读写单元内的信息到，带有Zigbee无线传输装置的器件中，而后器件通过无线传输装置和信息传输***将读出的质量异常的管纱的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，则在信息云存储平台大数据存储服务器的数据库中生产报表，统计该管纱的异常信息，同时通过对生成的报表的数据的再处理，给出每个锭子的异常统计报表、每台细纱机的异常统计报表、每种粗纱的异常统计报表。
所述纱锭运行监控***包括多光电检测装置，在多光电检测装置上设置有Zigbee无线传输装置，在多光电检测装置的上部同时设置有报警***，报警***与多光电检测装置通过传输线路相连接，所述多光电检测装置固定安装在钢领板上，细纱机的每个锭位对应的钢领板上均设置有一个钢领，在钢领上骑跨由钢丝圈，在细纱机每个锭位对应的钢领板上均设置一定独立的多光电检测装置， 在细纱机的前车台面和后车台面的钢领板上开设有铝合金轨道，多光电检测装置固定安装在钢领板的铝合金轨道上，使用时，多光电检测装置内的发光管发射红外光，正常纺纱时，纱线绕过钢丝圈卷绕在纱管上，因此纱线在纱管上缠绕一周便带动钢丝圈环绕钢领转动一周，从而带动钢丝圈沿着钢领进行周期性的转动，从而对多光电检测装置发出的红外光产生周期性的影响，这种被周期性影响的红外光经过红外接收管及光电转换、滤波及放大电路得到相应的信号，这种经处理后的信号再单片机处理后得到相应的断纱信号指示，也就是当锭子正常运行时得到一组相应的第一正常信号，当锭子转速变慢或变快运行时得到一组相应的第二异常信号，且通过设置相应的单片机的换算处理单元计算得到异常时的锭速相对于正常时的锭速的差值，当纱线断头时得到一组相应的第三异常信号，当第三异常信号出现时报警***进行报警指示，当纱线接头后，第三异常信号消失且报警***的报警指示消失，且对每次报警***的报警时间进行统计，同时，多光电检测装置通过无线传输装置和信息传输***将得到的每台细纱机的每个锭位的状态信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器。
所述生产能耗监控***包括生产环境监控***和***能耗监控***，所述生产环境监控***包括温湿度传感器、DDT直接数字控制器、执行机构，所述温湿度传感器设置在纺纱车间，且温湿度传感器的数量和设置位置根据实际需要进行配置，同时在室外设置有相应的温湿度传感器，每个车间的所有设置的温湿度传感器将所测试的数据传输到DDT直接数字控制器，并计算出所有测试结果的平均值，并将该平均值与室外的温湿度传感器的测试结果进行差值计算，DDT直接数字控制器根据计算得到的差值结果和所设置的所需的车间温湿度的工艺参数，采用优化控制算法得出的实时最优的运行条件，并通过执行机构调节空调送风量和水泵供水量以及室外新风和回风的混合比，确保车间的温湿度始终稳定在工艺要求范围内，同时达到显著的节能效果，且在DDT直接数字控制器上设置有Zigbee无线传输装置，同时，DDT直接数字控制器通过无线传输装置和信息传输***将接收到的每个车间的温湿度传感器测试得到的温湿度的平均值传输到信息云存储平台大数据存储服务器，同时通过信息传输***对所设置的所需的车间温湿度的工艺参进行更新设置；所述***能耗监控***包括数据中心、能耗数据采集终端、智能仪表，其中数据中心负责接收采集终端设备的上报数据，并对数据进行分类处理、存储，并定时通过无线传输装置将速获取的数据传输到信息云存储平台大数据存储服务器，能耗监测***管理平台软件属于数据中心端***，是能耗监测***的核心部分，安装在专用服务器或计算机中，服务器或计算机通过云存储平台大数据存储服务器获取相应的能耗信息，能耗监测***管理平台软件负责所辖区域的机房等能耗的集中管理，功能涵盖仪表管理、采集终端管理、能耗管理、数据分析展示、数据报表，能耗监测***管理平台使用B/S架构；能耗数据采集终端安装在各个细纱车间中，负责车间内细纱机台电能能耗的数据采集，采用专用低功耗嵌入式采集设备，通过现场总线连接各种智能计量仪表，支持多种主流通信协议，并主动对仪表、传感设备进行数据采集，定时或按需将数据上传到数据中心层，提供AO、DO端口，同时可对智能仪表下达控制命令；智能仪表，包含各种具备数据远传功能的电能计量仪表、传感设备及执行器，电能计量仪表包括单相电能表、三相电能表、多功能电能表，负责电能的实时用量计量，为能耗数据采集终端提供原始能耗数据。
信息传输***包括Zigbee无线传输装置、网关，在每个环锭细纱机运行***的控制***上设置有一个Zigbee无线传输装置，环锭细纱机的数量在50-100个之间，网关的数量在2-5个，环锭细纱机的控制***通过Modbus通讯协议经Zigbee无线传输装置将触摸屏上的机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面内的参数信息传送至网关，网关通过局域网进一步将信息传送到信息云存储平台大数据存储服务器。
智能管控平台***包括信息云存储平台大数据存储服务器、手机移动客户端APP、本地生产监控管理***，在所述信息云存储平台大数据存储服务器内设置有大型数据库，数据库中采用数据挖掘技术以及模式识别算法，分析所获取的海量数据间的相关性，提取核心数据特征，实现生产计划层与车间制造层间信息的实时有效衔接，并上传云端平台，实现所有工艺设备、生产过程和运行管理等的共享共用；云存储平台主要包括分布式存储、数据存储和数据保护，其中分布式存储包括分布式文件***、数据同步、复制，数据存储包括重复数据删除、数据压缩、数据编码；手机移动客户端APP基于目前主流的Android操作***设计，包含生产数据实时查询、设备报警、提醒功能及其他辅助功能模块，云端与用户交互、报告生成、***配置、服务器通信等模块，UI界面设计秉承简约原则，操作界面更是经过独特设计去除了复杂繁琐的操作，让用户使用起来得心应手，做到实时智能管控；本地生产监控管理***是基于Web操作的可视化界面，包括登录界面、生产过程监控界面及参数设定界面。
环锭细纱机运行***上通过主界面上点击即可进入相应的界面，机器参数设定界面内包括锭子锭盘直径、滚盘直径、前罗拉直径、中罗拉直径、后罗拉直径、钢领直径、纱管直径、下皮圈厚度，工艺参数设定界面内包括正常纱和竹节纱，正常纱内包括粗纱定量、细纱支数、锭子速度、捻系数、后区牵伸倍数、实际测量细纱支数、钢令板升降系数、定长，竹节纱内除了包含正常纱内的工艺参数外还包括节长、倍率、循环方式，其中循环方式为下拉选择，包括非模糊循环生产方式和无规律竹节纱生产方式，无规律竹节纱生产方式为下拉选择，包括比例模糊和随机模糊，设备运行状态显示界面内包括当前锭子速度、当前前罗拉输出线速度、当前纱管卷绕长度、机械牵伸倍数、重量牵伸倍数、牵伸效率、机台效率、实际捻度、吨纱耗电数、机台落纱时间、机台总产量，机台电性能监测内包括主电机频率、主电机电流、主电机温度、升降电机频率、升降电机电流、升降电机温度、后罗拉电机频率、后罗拉电机电流、后罗拉电机温度、中罗拉电机频率、中罗拉电机电流、中罗拉电机温度、前罗拉电机频率、前罗拉电机电流、前罗拉电机温度；其中机器参数设定界面包括显示状态和输入状态，在细纱机配置后通过权限设置进行输入状态进行一次性输入，且当每次细纱机维修或更换配件后通过权限设置进行输入状态进行重新输入更改，显示状态下将界面内的参数进行显示以便于查看；工艺参数设定界面包括显示状态、输入状态、查询状态、存储状态，在确定具体纺纱品种后首先进入查询状态查找该品种是否已有存储，若已有存储，则将该品种的工艺参数在获取权限后调取直接进入输入状态，且在输入状态下直接确定进行纺纱，或者在以前存储的该品种的工艺参数基础上进行重新调整后进行纺纱，若没有存储，则在获取权限后直接进入输入状态，且在输入状态下进行该品种的工艺参数的输入，输入完毕后进行纺纱，当一个品种纺制完毕且该品种为全新输入的工艺参数或者该品质是在以前输入的工艺参数上进行了修改，则进入存储状态，将该品质的工艺参数进行存储，纺纱过程中处于显示状态，显示状态下将界面内的参数进行显示以便于查看；设备运行状态显示界面包括显示状态，用于纺纱过程中界面内各参数的显示；机台电性能监测界面包括显示状态，用于纺纱过程中界面内各参数的显示。
本地生产监控管理***的登录界面依据密码是否匹配来进入本地生产监控管理***，若密码匹配则进入，否则强制退出；生产过程监控界面包括机器参数显示界面、工艺参数显示界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面、通信状态监控页面、本地服务器状态监控页面和剩余分类可预留给新的功能，其中机器参数显示界面内的参数与触摸屏中机器参数设定界面内的参数完全相同，工艺参数显示界面内的参数与触摸屏中工艺参数设定界面内的参数完全相同，设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面内的参数与触摸屏中的设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面内的参数完全相同，本地生产监控管理***中的生产过程监控界面中的机器参数显示界面、工艺参数显示界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面只包括显示状态，用于纺纱过程中界面内各参数的显示；参数设定界面包括机器参数设定界面、工艺参数设定界面、网关通信模式参数设定界面、剩余分类预留给新的功能扩展界面，机器参数设定界面、工艺参数设定界面内的参数分别与触摸屏中机器参数设定界面、工艺参数设定界面内的参数完全相同，其中机器参数设定界面只包括输入状态，若操作者在生产过程监控界面的机器参数显示界面查看到参数错误，则通过权限设置进入输入状态进行输入更改；工艺参数设定界面包括输入状态、查询状态、存储状态，当操作者需要下达生产任务时，确定所要下达的具体纺纱品种后首先进入查询状态查找该品种是否已有存储，若已有存储，则将该品种的工艺参数在获取权限后调取直接进入输入状态，且在输入状态下直接确定进行纺纱，或者在以前存储的该品种的工艺参数基础上进行重新调整后进行纺纱，若没有存储，则在获取权限后直接进入输入状态，且在输入状态下进行该品种的工艺参数的输入，输入完毕后进行纺纱，当一个品种纺制完毕且该品种为全新输入的工艺参数或者该品质是在以前输入的工艺参数上进行了修改，则进入存储状态，将该品质的工艺参数进行存储。
使用时，设置环锭细纱机控制***上的各个Zigbee无线传输装置将参数信息通过Modbus通信协议传送到网关，网关通过局域网进一步传送至信息云存储平台大数据存储服务器，其中管纱质量追溯***设置有相应的管纱质量追溯本地使用***，纱锭运行监控***设置有相应的管纱质量追溯本地使用***，生产能耗监控***设置有相应的生产能耗监控本地使用***，管纱质量追溯本地使用***、管纱质量追溯本地使用***、生产能耗监控本地使用***、安装有手机移动客户端APP的手机终端和本地生产监控管理***根据所获取的权限由信息云存储平台大数据存储服务器中获取相应的数据，其中的管纱质量追溯本地使用***、管纱质量追溯本地使用***仅可以进行监视操作，也就是仅能读取相应的数据，生产能耗监控本地使用***包括监视操作和控制操作，进行监视操作时读取相应的获取的数据报表，进行控制操作时，通过信息传输***对所设置的所需的车间温湿度的工艺参进行更新设置，也就是将所需的车间温湿度的工艺依次通过生产能耗监控本地使用***传递到信息云存储平台大数据存储服务器、再传递给DDT直接数字控制器；
对于本地生产监控管理***，操作者对进行操作时，首先通过登录界面进行登录，包括监视操作和控制操作，进行监视操作时，首先对服务器端进行提交访问请求，服务器端会对提交的请求进行响应并对数据库服务器进行相应访问和操作，接着产生结果并返回，最后服务器端将返回的结果再进行响应处理并返回到本地生产监控管理***的生产过程监控界面中，供操作者查看；进行控制操作时，首先对本地生产监控管理***参数设定界面中的机器参数设定界面、工艺参数设定界面内的参数进行输入设置，设置完毕后***通过联网将设置的参数信息同步到数据库服务器中，另一端环锭细纱机将接受网关从数据库同步的参数信息，传输阶段通过ZigBee网络模块进行数据信息的传输，最后由环锭细纱机控制***的可编程逻辑控制器读出传输地址所对应的相关参数信息，并且在触摸屏的机器参数设定界面、工艺参数设定界面内显示，继而可编程逻辑控制器根据得到的参数信息对环锭细纱机进行控制，继而实现相应的纺纱。同时，操作者还可通过触摸屏现场下达生产任务，此时首先对触摸屏中的机器参数设定界面、工艺参数设定界面内的参数进行输入设置，继而可编程逻辑控制器根据触摸屏上直接输入得到的参数信息对环锭细纱机进行控制，继而实现相应的纺纱。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，其特征在于，包括底层数据获取***、信息传输***和智能管控平台***，
底层数据获取***用于将获取的环锭细纱机中的生产信息经信息传输***传输至智能管控平台***，以实现对细纱生产过程的监控及生产参数的设定；
所述底层数据获取***包括环锭细纱机运行***、管纱质量追溯***、纱锭运行监控***和生产能耗监控***，其中，
所述环锭细纱机运行***包括环锭细纱机，所述环锭细纱机包括控制***，所述控制***包括牵伸***和卷绕***，所述牵伸***包括后罗拉、中罗拉、前罗拉，所述后罗拉、中罗拉、前罗拉分别由第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机带动转动，所述卷绕***包括主轴和钢领板，所述主轴由第四伺服电机带动转动，所述钢领板由第五伺服电机带动升降，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机通过可编程逻辑控制器与触摸屏相连，在所述触摸屏的主界面上设置有机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面；
所述管纱质量追溯***包括纱管，细纱机的每个锭位上均设置一个单独的纱管，且纱管在使用时嵌入在细纱机的每个锭位的锭子上，通过锭子转动继而带动纱管转动继而实现所纺制的纱线不断的卷绕在纱管上，在每个纱管的内壁上贴附有超高频射频识别电子标签，超高频射频识别电子标签内部设置有读写单元，读写单元内在进行纺纱时将该管纱纺纱时所对应的锭子信息写入，所写入的锭子信息包括该锭子所在的细纱机的具体型号和编号、该锭子所在的细纱机上的具体的锭子位置、该锭子上的管纱生产时所采用的粗纱的原料信息，读写单元在管纱满管落纱后将该管纱写入的信息读出到带有Zigbee的无线传输装置的器件中，而后器件通过Zigbee无线传输装置和信息传输***将读出的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，当后道络筒工序中一旦电子清纱器发现某管纱质量异常，则采用读取器读取该管纱的读写单元内的信息到带有Zigbee的无线传输装置的器件中，而后器件通过Zigbee无线传输装置和信息传输***将读出的质量异常的管纱的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，则在信息云存储平台大数据存储服务器的数据库中生产报表，统计该管纱的异常信息，同时通过对生成的报表的数据的再处理，给出每个锭子的异常统计报表、每台细纱机的异常统计报表、每种粗纱的异常统计报表；
所述纱锭运行监控***包括多光电检测装置，在多光电检测装置上设置有Zigbee无线传输装置，在多光电检测装置的上部同时设置有报警***，报警***与多光电检测装置通过传输线路相连接，所述多光电检测装置固定安装在钢领板上，细纱机的每个锭位对应的钢领板上均设置有一个钢领，在钢领上骑跨有钢丝圈，在细纱机每个锭位对应的钢领板上均设置独立的多光电检测装置，在细纱机的前车台面和后车台面的钢领板上开设有铝合金轨道，多光电检测装置固定安装在钢领板的铝合金轨道上，使用时，多光电检测装置内的发光管发射红外光，正常纺纱时，纱线绕过钢丝圈卷绕在纱管上，因此纱线在纱管上缠绕一周便带动钢丝圈环绕钢领转动一周，从而带动钢丝圈沿着钢领进行周期性的转动，从而对多光电检测装置发出的红外光产生周期性的影响，这种被周期性影响的红外光经过红外接收管及光电转换、滤波及放大电路得到相应的信号，这种经处理后的信号在单片机处理后得到相应的断纱信号指示，也就是当锭子正常运行时得到一组相应的第一正常信号，当锭子转速变慢或变快运行时得到一组相应的第二异常信号，且通过设置相应的单片机的换算处理单元计算得到异常时的锭速相对于正常时的锭速的差值，当纱线断头时得到一组相应的第三异常信号，当第三异常信号出现时报警***进行报警指示，当纱线接头后，第三异常信号消失且报警***的报警指示消失，且对每次报警***的报警时间进行统计，同时，多光电检测装置通过Zigbee无线传输装置和信息传输***将得到的每台细纱机的每个锭位的状态信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器；
所述生产能耗监控***包括生产环境监控***和***能耗监控***，所述生产环境监控***包括温湿度传感器、DDT直接数字控制器、执行机构，所述温湿度传感器设置在纺纱车间，同时在室外设置有相应的温湿度传感器，每个车间的所有设置的温湿度传感器将所测试的数据传输到DDT直接数字控制器，并计算出所有测试结果的平均值，并将该平均值与室外的温湿度传感器的测试结果进行差值计算，DDT直接数字控制器根据计算得到的差值结果和所设置的所需的车间温湿度的工艺参数，采用优化控制算法得出的实时最优的运行条件，并通过执行机构调节空调送风量和水泵供水量以及室外新风和回风的混合比，确保车间的温湿度始终稳定在工艺要求范围内，同时达到显著的节能效果，且在DDT直接数字控制器上设置有Zigbee无线传输装置，同时，DDT直接数字控制器通过Zigbee无线传输装置和信息传输***将接收到的每个车间的温湿度传感器测试得到的温湿度的平均值传输到信息云存储平台大数据存储服务器，同时通过信息传输***对所设置的所需的车间温湿度的工艺参数进行更新设置；所述***能耗监控***包括数据中心、能耗数据采集终端、智能仪表，其中数据中心负责接收采集终端设备的上报数据，并对数据进行分类处理、存储，并定时通过Zigbee无线传输装置将获取的数据传输到信息云存储平台大数据存储服务器，能耗监测***管理平台软件属于数据中心端***，是能耗监测***的核心部分，安装在专用服务器或计算机中，专用服务器或计算机通过信息云存储平台大数据存储服务器获取相应的能耗信息，能耗监测***管理平台软件负责所辖区域的机房能耗的集中管理，功能涵盖仪表管理、采集终端管理、能耗管理、数据分析展示、数据报表，能耗监测***管理平台使用B/S架构；能耗数据采集终端安装在各个细纱车间中，负责车间内细纱机台电能能耗的数据采集，采用专用低功耗嵌入式采集设备，通过现场总线连接各种智能计量仪表，支持多种主流通信协议，并主动对仪表、传感设备进行数据采集，定时或按需将数据上传到数据中心层，提供AO、DO端口，同时对智能仪表下达控制命令；智能仪表，包含各种具备数据远传功能的电能计量仪表、传感设备及执行器，电能计量仪表包括单相电能表、三相电能表、多功能电能表，负责电能的实时用量计量，为能耗数据采集终端提供原始能耗数据；
工艺参数设定界面包括输入状态、查询状态、存储状态，当操作者需要下达生产任务时，确定所要下达的具体纺纱品种后首先进入查询状态查找该品种是否已有存储，若已有存储，则将该品种的工艺参数在获取权限后调取直接进入输入状态，且在输入状态下直接确定进行纺纱，或者在以前存储的该品种的工艺参数基础上进行重新调整后进行纺纱，若没有存储，则在获取权限后直接进入输入状态，且在输入状态下进行该品种的工艺参数的输入，输入完毕后进行纺纱，当一个品种纺制完毕且该品种为全新输入的工艺参数或者该品种是在以前输入的工艺参数上进行了修改，则进入存储状态，将该品种的工艺参数进行存储；
信息传输***包括Zigbee无线传输装置、网关，在每个环锭细纱机运行***的控制***上设置有一个Zigbee无线传输装置，环锭细纱机的控制***通过Modbus通讯协议经Zigbee无线传输装置将触摸屏上的机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面内的参数信息传送至网关，网关通过局域网进一步将信息传送到信息云存储平台大数据存储服务器；
智能管控平台***包括信息云存储平台大数据存储服务器、手机移动客户端APP、本地生产监控管理***，在所述信息云存储平台大数据存储服务器内设置有数据库，数据库中采用数据挖掘技术以及模式识别算法，分析所获取的海量数据间的相关性，提取核心数据特征，实现生产计划层与车间制造层间信息的实时有效衔接，并上传云端平台，实现所有工艺设备、生产过程和运行管理的共享共用；云存储平台主要包括分布式存储、数据存储和数据保护，其中分布式存储包括分布式文件***、数据同步、复制，数据存储包括重复数据删除、数据压缩、数据编码；手机移动客户端APP基于目前主流的Android操作***设计，包含生产数据实时查询、设备报警、提醒功能，云端与用户交互、报告生成、***配置、服务器通信模块；本地生产监控管理***是基于Web操作的可视化界面，包括登录界面、生产过程监控界面及参数设定界面；
对于本地生产监控管理***，操作者进行操作时，首先通过登录界面进行登录，包括监视操作和控制操作，进行监视操作时，首先对信息云存储平台大数据存储服务器进行提交访问请求，信息云存储平台大数据存储服务器会对提交的请求进行响应并对数据库进行相应访问和操作，接着产生结果并返回，最后信息云存储平台大数据存储服务器将返回的结果再进行响应处理并返回到本地生产监控管理***的生产过程监控界面中，供操作者查看；进行控制操作时，首先对本地生产监控管理***参数设定界面中的机器参数设定界面、工艺参数设定界面内的参数进行输入设置，设置完毕后***通过联网将设置的参数信息同步到数据库中，另一端环锭细纱机将接受网关从数据库同步的参数信息，传输阶段通过Zigbee无线传输装置进行数据信息的传输，最后由环锭细纱机控制***的可编程逻辑控制器读出传输地址所对应的相关参数信息，并且在触摸屏的机器参数设定界面、工艺参数设定界面内显示，继而可编程逻辑控制器根据得到的参数信息对环锭细纱机进行控制，继而实现相应的纺纱；同时，操作者还可通过触摸屏现场下达生产任务，此时首先对触摸屏中的机器参数设定界面、工艺参数设定界面内的参数进行输入设置，继而可编程逻辑控制器根据触摸屏上直接输入得到的参数信息对环锭细纱机进行控制，继而实现相应的纺纱。
2.根据权利要求1所述的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，其特征在于，环锭细纱机的数量在50-100个之间。
3.根据权利要求1所述的一种环锭细纱机物联网生产监控管理***，其特征在于，网关的数量为2-5个。
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