大屏可视化在轮胎成型机设备上的应用

2021-08-12张晓文范磊亭彭雪峰官炳政

橡塑技术与装备 2021年15期

张晓文，范磊亭，彭雪峰，官炳政

(软控股份有限公司，山东青岛 266042)

企业的订单日益增长，对产品质量和成产效率的要求显著提高，为了提高管理水平和生产效率[1]，我们需要对生产计划和设备效率有更精细的管理和优化，为了提升设备生产能力和运行效率，我们需要考虑如何提升相关数据或信息的采集和分析能力以及提高设备的智能化水平。

轮胎成型机设备上，正在使用的物料余量、正在生产的轮胎规格花纹、设备运行状态、机台信息、当前班产量显示、计划产量、预计产量、计划产量完成率、近期班产记录、近24 h时产记录、待机时间、运行时间、停机时间、换料时间、设备综合效率OEE、设备健康PHM等都是设备使用人员、生产人员、设备维护人员和管理人员比较关心的信息，通过在大屏幕直观显示这些信息，结合语音报警提示操作人员及时更换物料、轮胎重量超过偏差范围等，可以使设备更智能，更好的为使用人员服务。

目前，在行业内的成型机设备上，大屏主要用来显示物料使用情况或产量完成情况，大多以数值的方式显示，本文研究的大屏可视化显示在数据量的丰富性和视觉的直观性方面都有一定的提升，采用柱状图、饼图、仪表盘、进度条等多种方式实时显示多项数据，并可实现报警信息的语音播报。

本文详细介绍了大屏可视化在轮胎成型机设备上的应用，并给出了系统实现的部分主要实现程序以供参考。

1 系统运行环境

本系统运行时需注册MSChart控件。需要安装数据库保存历史数据，为了方便远程访问和存储大量数据，系统采用了SQL Server 2008 R2数据库，程序代码以SQL数据库为例。PC或工控机配置：

（1）操作系统：Windows 7及以上。

（2）计算机配置：4G内存以上。

（3）运行程序：WinCC V7.3SE。

2 系统说明

2.1 界面布局

软件系统运行后，画面会自动扩展显示至大屏幕，画面布局如图1所示。画面中显示设备基本信息、设备运行时间统计、实时产能情况、历史产能数据、物料使用情况、设备综合效率、设备健康、轮胎重量等数据，数据实时刷新显示或定时刷新显示。

图1 画面布局图

简要介绍下界面中显示的内容：

（1）设备的基本信息，包括：设备名称、机台号、设备状态和生产规格花纹。

（2）设备运行运行时间统计：包括待机时间、运行时间、停机时间、换料时间和循环时间，运行时间按照比例直观显示为饼图。

（3）产能情况：包括计划班产、当前班产、预计班产、最高班产和计划完成率，计划完成率以滚动条的方式直观显示。

（4）物料使用情况：在轮胎成型机设备上，需要的半成品物料都来自上一道工序，物料的名称、长度、编号等信息一般会通过纸质标签和条码或者电子标签的形式标注，物料在设备上使用前，需要人工记录物料使用情况，或通过条码枪等设备自动将信息录入工厂的信息化系统，物料使用过程中，设备会自动计算物料的使用情况，并通过大屏幕显示物料的余量（还可以再生产多少条轮胎）。

物料余量显示剩余物料可以生产轮胎的条数，低于预警条数显示黄色，低于报警条数显示红色，结合报警信息可实现语音报警，当物料余量低于报警条数时系统会通过语音提示操作人员需要准备更换物料了。

已有工厂信息化系统MES的，物料投入长度可以由物料小车的RFID自动获取，在信息化系统MES未上线的情况下，系统有单独页面可以设置物料投入长度、预警条数和报警条数，如图2所示。

图2 物料投入画面

输入物料长度、预警条数、报警条数后点击投入确认，即可将数据写入PLC中。

（5）设备综合效率OEE：按照预计班产和计划班产比例计算，以表盘的形式直观显示设备综合效率，可以设置表盘红色、黄色、绿色的数值范围。

（6）设备健康PHM：通过设备易损件的使用情况自动计算设备健康值并以表盘的形式显示，可以设置表盘红色、黄色、绿色的数值范围。

系统有单独的设备健康画面，设置各项易损件的设定标准值、权重值并显示各项的实际使用次数，根据使用情况实时计算并显示设备健康值。当易损件的实际使用次数大于设定标准值时，会以红色背景显示，提示该易损件已需要检查或者更换。该页面操作设置为设备人员权限，如图3所示。

图3 设备健康画面

当更换易损件后，需要重新设置设定标准值，点击清零按钮后PLC会将使用次数清零，每使用1次，显示值会自动加1。

（7）近期班产记录：班产量按照时间倒序显示近5天历史记录。

（8）近24 h时产量记录：时产量按照时间倒序显示近24 h内的历史记录。

（9）在界面右下角大字体显示当前班产和上条胎胚的重量，如果重量不在偏差允许范围内字体背景将变红并语音报警。

2.2 历史数据及数据分析

换班时点击班产清零按钮，将自动向数据库中添加一条班产记录，界面中每隔5 s刷新一次显示，按照时间排序，倒序显示最近5天的班产记录。

胎胚称重完成后将向数据库中添加一条轮胎信息记录，界面中每隔5 s刷新一次显示，按照时间统计和排序，倒序显示最近24 h每小时生产了几条轮胎。

2.3 清除历史记录

数据库中的历史数据需要定期清除，否则数据库会越来越庞大，系统默认自动清除超过3个月的班产记录和超过一个月的轮胎信息记录，系统可定期自动导出历史记录的报表，使用人员也可以手动导出报表。

2.4 主要实现程序

界面中有柱状图、饼状图以及仪表盘等，都是从SQL数据库中或PLC中读取的数据或对数据进行统计分析后的显示。

下面是系统的主要实现程序:

Dim conn, rst, rst2, SQL_Table, MSHFlexGrid,Operator, sTime,eTime, strArray

Dim produce_new(48)

Dim logtime(48)

Dim produce2(24)

Set conn = CreateObject("ADODB.Connection")

Set rst = CreateObject("ADODB.RecordSet")

Set rst2 = CreateObject("ADODB.RecordSet")

‘//连接数据库

conn.Open = "Provider=SQLOLEDB.1;Integrate dSecurity =SSPI; Persist Security Info=False;Initial Catalog= Output; Data Source=" & HMIRuntime.smarttags ("@ServerName ").value &"WINCC"

SQL_Table= "select count([Date]), datepart(hh, [Date]) [Hour]from [Output].[dbo].[TyreInfo]where day([Date])= " & Day(Now)&" group by datepart(hh,[Date])"

Set rst = conn.Execute(SQL_Table)

Set MSHFlexGrid=ScreenItems("MSHFlexGr id")

MSHFlexGrid.ColWidth(0)=15000

MSHFlexGrid.ColWidth(0)=1500

mycount=0

Do While Not rst.eof

mycount=mycount+1

rst.movenext

Loop

i=1

If mycount＞0 Then

rst.movefirst

Do While Not rst.eof

produce(Int(rst.fields(1)))=Int(rst.fields(0))

i=i+1

rst.movenext

Loop

End If

For i=0 To 23

produce2(i)=0

SQL_Table= "select count([Date]), datepart(hh, [Date]) [Hour]from [Output].[dbo].[TyreInfo]where day([Date]) ="&(Day(Now)-1)&" group by datepart(hh,[Date])"

Set rst = conn.Execute(SQL_Table)

mycount=0

Do While Not rst.eof

mycount=mycount+1

rst.movenext

Loop

i=1

If mycount＞0 Then

rst.movefirst

Do While Not rst.eof

produce2(Int(rst.fields(1)))=Int(rst.fields(0))

i=i+1