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筒并捻车间计算机监测系统的设计与实现
摘要:为实现筒并捻车间生产管理的信息化,更好地推动纺织企业的发展,对车间的实际需求进行深入分析,构建了C/S模式的网络拓扑结构,提出一种基于多Agent的车间生产管理模型,利用多线程技术、STL技术以及数据库技术对基于多线程的数据采集技术、系统数据的整合方法进行研究,并介绍了系统的管理功能、数据库结构设计以及软件设计过程中的技术难点。应用表明,该系统可满足车间生产管理的需要,并实现企业生产管理的网络化。
关键词:监测系统;筒并捻车间;通信;多线程; C/S
纺织工厂生产信息监测和管理系统是指利用计算机进行企业内部事务和生产信息的管理[1]。对有些纺织企业的筒并捻车间而言,要实施生产管理的信息化和网络化,难度相对较大,因为其多车间、多品种、多机型和车间地理位置分散的特点给车间的布线和维护带来了很大困难,导致生产管理信息化很长时间不能得以实现,使生产管理的方式仍停留在人工管理的传统模式,更使许多生产信息、设备信息无法及时准确地反馈到企业生产管理者的手中,给管理者的决策带来了不便,而且,经调研发现,目前针对筒并捻车间而开发的生产信息监测和控制系统相对较少,甚至在实际中没有成功应用的案例。
为此,为了适应企业现代化生产管理的要求,根据筒并捻车间在生产管理方面的实际需求,本文提出了一个多Agent的生产过程执行模型,开发了相应的计算机监测系统。
1系统网络结构
在系统设计时,鉴于筒并捻车间多机型、车间地理位置分布不规则的现状,按照布线方便、通信安全可靠、简单易维护的原则,利用并联的方式将多种机型连接在同一条总线上,采取自定义多协议通用数据帧的通信方法,构建了主从式的系统网络拓扑结构,如图1所示。
该结构由上位机(车间主计算机)和下位机(监测器)2部分组成,利用MAX1483标准转换卡将上位机(车间主采集计算机)的RS232串口转换为RS485,通过总线将二者相连,实现长距离、高速的串行异步通信[2]。其中上位机的主要作用是与监测器通信、实时采集、校验、处理、存储生产数据,然后在终端以数据列表、机台分布图及报表的形式为生产管理者提供机台运转状态和生产数据;其他部门的计算机通过局域网与上位机互联,形成可靠的客户/服务器(C/S)结构模式,实现生产参数的网上录入、各类生产数据的查询、统计、分析和报表打印,以及远程在线监测机台的运转状态等功能。监测器的主要作用是接收上位机发送的各项命令,进行实时采集、存贮机台的产量、停机时间和次数等,并按照通信协议回送指定命令所需的生产数据。
2总体设计
2. 1系统功能的划分和设计
整个系统的功能主要分为生产数据监测和信息管理2个部分,其中生产数据监测功能是整个系统的核心功能,除了对整个车间所有机台的生产过程实时跟踪外,还要为各个远程监控的客户端提供实时监控的生产数据,更要为各类报表的打印、生产数据的统计与分析等功能提供基础数据,其主要功能包括: 1)实时数据采集。当系统正常启动以后,实时数据采集模块以轮询的方式不间断地对下位机进行采集,然后将采集到的数据进行校验、计算,暂存在数据链表和数据库的临时表中。2)实时显示功能。将暂存在数据链表中的数据以机台车间分布图、数据列表、曲线、报表的形式在终端界面显示。3)异常报警功能。对生产执行过程中出现的一些异常情况予以及时反馈,以便车间主任或厂级生产管理者做出科学决策和生产调度,并将这些异常记录保存,方便日后查询。4)多种监测方式。为了方便用户远程在线监控和系统运行参数的维护,系统提供了分机台、分岗位、分组、分车间、分品种的监控方式,能够比较直观地显示机台的运转状态和生产数据。
信息管理是对采集来的实时数据进行检索和综合处理,以及对历史数据进行数据统计和分析。其主要功能包括: 1)安全性管理。主要是针对远程在线监控的客户端用户合法性的管理,从而达到保护系统数据库安全性的目的。采取的设计方案是服务器端监控系统首先判断客户端用户计算机IP地址的合法性,若合法,则根据用户名和密码来登录系统,若登录成功,为其分配该账户所对应的用户功能权限,若登录不成功,则提示错误信息,同样,如果IP地址不在用户列表中,即不合法,则直接拒绝登录。2)与ERP系统的有效集成。根据ERP系统提供的API数据接口,实现2个异构数据库的有效集成,其目的是从ERP系统中读取厂级领导为车间制定的各类生产指标、工艺参数和品种生产计划等。3)交接班数据的查询与统计。对机台的交接班下机产量、质量数据进行统一管理,并通过查询、统计、分析功能形成与产量、质量相关的各类报表、曲线和分布图,为生产管理者提供比较直观、准确的决策数据。4)基础数据维护。在局域网内,可实现系统运行和信息管理所需生产参数的统一编码、录入、