美國對我國“雙（shuāng）反”將對中國輪胎製造商產生了較大（dà）影響（xiǎng），提高（gāo）產品質（zhì）量和價格是輪胎企業突破國外輪胎銷售壁壘的（de）重要途徑。硫化工序是輪胎生產的關鍵工序之（zhī）一，硫化機是（shì）硫化工序的（de）關鍵設備，硫化工序生產質量的好壞必將影響到輪胎整體產品的質（zhì）量。如何提高硫化（huà）機自（zì）動化、智能化的水（shuǐ）平以及工藝參數的控製精度已經成為提高輪胎產品質量的一（yī）個關重要的環節。傳（chuán）統的硫化機（jī）都是單機控製的方式，機台之間的數據無法共享（xiǎng）。同時單機控製（zhì）方式也存在數據采集繁瑣、曆史數據查詢麻煩^[1]等問題。結（jié）合現場實際情況，本（běn）文結合軟控在橡膠輪胎行業多年的（de）自動（dòng）控製和信息規劃的實踐經驗，提出硫化群控的解決方案，以昆侖通泰觸（chù）摸（mō）屏的硫化機進行組網（wǎng）為例，通（tōng）過MODIBUS總線方式實現數據（jù）通（tōng）訊控製，該方案組網簡單，控製可靠，能夠同（tóng）時實現10台硫化機的過程數據采集和硫化工（gōng）藝控製。

下麵從係統架構、案例實施、係統功能（néng）等方麵進行逐一描述，群控組網方式較多。傳統（tǒng）方式以PLC直接加通訊（xùn）模塊組網較多，本文以昆侖通泰觸摸屏組網為例，實現硫化的集群化管控，對於前期（qī）已采購觸摸屏控製設備的企業有效降低實施成本。

2 係統架構（gòu）

係統采用三層架構體（tǐ）係設計，架構（gòu）圖如圖1所示。層是PCS層，PCS層實現了設備的控製，實現觸摸屏對PLC的直接控製，同時起到群控與PLC的通訊紐帶（dài），起到（dào）“承上啟（qǐ）下”的作用。層是MES層由群控管理係（xì）統來實現（xiàn），可以和（hé）十多台（tái）觸摸屏通訊，實現工藝數（shù）據（jù）的下載，過程數據的采集。第（dì）三層為SYS服務層，服務器集（jí）中存儲數據，對外發布服務，實現內部數據的分析，外部用戶對係統數據的訪問。觸（chù）摸屏（píng）和PLC之間采用PLC的通訊協議，MES層和（hé）觸摸屏之間采用MODIBUS通訊協議，SYS服務層和MES層之間采用（yòng）TCP/IP標準協議，組建標準的網絡，對外發布係統租用移動運營商的公網資源（yuán）。

基於上述體係架構實現硫化設備的管控。首先以硬件實現網絡架構為基（jī）礎，目前（qián）有多種（zhǒng）組網方式（shì），由（yóu）串口通訊模塊、網（wǎng）絡通訊模塊、總線方式的工業組網方式，上述方式都需要在現有PLC控（kòng）製係統（tǒng）擴展對應的模塊來實現，本方案針對現（xiàn）有觸摸屏進行聯網，無需增（zēng）加硬件的方式來實現，通訊采用（yòng）MODIBUS通訊協議，下麵以昆侖通泰的觸（chù）摸屏來介紹設（shè）置步驟。

圖1係統架構圖

3 硬件組態設計

     針對觸摸屏安裝對應的嵌入（rù）式係統編程軟（ruǎn）件，昆侖通泰觸摸屏為MCGS嵌入式版本，安裝完畢後，打開觸（chù）摸屏工程，打開設備（bèi）窗口，如圖2所示。

                                                                             圖2 設備窗口界麵

選擇通用TCP/IP父設備 ，點增加，選擇通用設（shè）備，選擇MODBUSTCP數據轉發設備，點擊“添加”按鈕添加，如圖3所示。依次添加通用TCP/IP父設備、MODBUSTCP數據轉發設備。

圖3 添加設備界麵

然後（hòu）設置通用TCP/IP父設（shè）備屬性，設置網絡類型：1-TCP，服（fú）務器類型:1-服務（wù）器，設置本地IP地址：192.168.1.133，通訊屏的IP地址192.168.1.200，端口：3000。設置界（jiè）麵如圖4所示。

                                                                          圖4 屬性設置界麵

然後設置MODBUSTCP數據轉發設備屬性，設（shè）置（zhì）步驟通過依（yī）次點擊內（nèi）部屬性，選擇設置設備內部屬性。設置標簽TAG，如果存在標簽，通過“全部刪除”功能刪除後重新添加。點（diǎn）擊增（zēng）加通道（dào），選擇4通道類型（0輸入繼電器、1輸出繼電器、2輸入寄存（cún）器（qì）、3輸出寄存器）（見圖5），輸入默認開始地（dì）址，設置通道數量為通訊個數，選擇（zé）數據類型，後設置通訊變量。設置完畢界麵如圖6所（suǒ）示。

                     圖5  類型設置界（jiè）麵

圖6變量設置界麵

組態完畢後，編譯並且將程序下載到觸摸屏。重啟觸摸屏後，係統功能（néng）生效（xiào）。MES上位機管理係統可（kě）通過MODBUS通訊協（xié）議訪問設（shè）置的變量。可以（yǐ）采集數據並且下載參（cān）數。

係統設（shè）置完畢後，可（kě）以（yǐ）部署群控管理係統，通過群控管理係統實（shí）現硫化設備的智能（néng）控製，報警標準的設（shè）置，過程參（cān）數（shù）的實時監（jiān）控，從而實現硫化的智能化管理，報警標準具備自學習的調整功能，根據曆史數據和當前（qián）的硫化結果（guǒ）可以不斷的優（yōu）化調（diào）整，下麵對硫化報警標準的功能進行描述。

4 報警（jǐng）標準設置（zhì）

    報（bào）警標準是硫化設備判斷硫化過程準（zhǔn）確的判斷依據（jù），設置的好壞確定（dìng）該輪胎過程是否（fǒu）合格，是否需要自動延時，以補償等效（xiào）硫化的結果。在工藝經驗和曆史數據基礎上（shàng）設置報警標準，設置（zhì）標準針對熱板溫度、模套溫度、內溫、內（nèi）壓（yā），在硫化各步序階段的參數進行設置，分別設置凱式時間、持續時間、值、標準值、小值等，具體設置界麵如圖7所示。

                                                                       圖7 報警標準設置界（jiè）麵

報警標準設置（zhì）完畢後，基於迭代自學習控製方法^[2]根據後續質檢係（xì）統的檢測結果和過程記錄的曆史數據，不斷對參數進行優（yōu）化調整，對報（bào）警標準（zhǔn）及控製方法進行優化（huà），建立的質量控製標（biāo）準，從而提高（gāo）報警（jǐng）標準（zhǔn）設置的科學性和有效性。同時檢（jiǎn）驗工藝是否與質量結果相匹（pǐ）配（pèi），從而不斷的優化工藝，提（tí）升硫化工序的產品（pǐn）質量。調整步序如圖8所示。                           

                                                                           圖8 迭代自學習控製方法模型

5 過程監控模型

基於標（biāo）準模型實時監控PLC的參數，係統初始化時首先從過程數據報（bào）警標（biāo）準表中查詢當前過程參數的報警標準；初（chū）始化並下載（持續時間、報警狀態、值、小值、開始時（shí）間）等報警標準參數；實時從設備控製（zhì）係（xì）統監控步（bù）序、溫壓過程參數，判斷（duàn）當前步序是否有（yǒu）過程參數（shù）報警標準：判斷當前（qián）步序是否（fǒu）有溫壓過程參數報警標準，如果（guǒ）沒有則進行提示（shì），並實時判斷步序時間是否大於報警開始時間。根據報警（jǐng）標準判斷是否報警，並標記異常報警胎，短（duǎn）信通知工藝設備人員進行維護管理，實現輪胎（tāi）品級的智能（néng）預測判斷。

6 係統功（gōng）能

    群控管理係統的主（zhǔ）要功（gōng）能框（kuàng）架（jià）如（rú）圖9所示，主要包含生產（chǎn）管（guǎn）理、計劃管理、技術管理、人員（yuán）管理、報警管理、設備管理、係統管理幾大模塊，下麵對各模塊的功能進行簡要描述。

                                                                                  圖9 係統功（gōng）能框架圖

生產管（guǎn）理：

l  實時采集生（shēng）產信息，建立的生產管理追（zhuī）溯體係

l  對工藝、模具（jù）、生產時間、人員、機台進（jìn）行對應，建立生產資料庫

l  實時采集崗位（wèi）工人的數據，結合計件工資標準，實時統計計件工資

l  以條碼或RFID為載體實現生產數據的實時統計分析

l  生產數據和實際工藝實時驗證，避免用錯胎胚等現象發生

計劃管理：

l  換模計劃的自動化管（guǎn）理，狀（zhuàng）態實時跟蹤（zōng）

l  硫化模具狀態實時管控，掌握生（shēng）產能力，建立機（jī）台生產能力對應數據庫

l  根據模具、生產（chǎn）需求、設備實際（jì）情況（kuàng）自動生成（chéng）排產計劃

l  通過網絡計劃快速下達到機台，提升數（shù）據傳輸效率，避（bì）免人工誤（wù）差、延遲等現象

l  計劃執行情況實時監控，執行率、執行狀態實時管控，實現計（jì）劃的（de）精益化管理

技術管理：

l  建立（lì）物料編碼規範，物料編碼統一定義，避免一物多碼的現象

l  統一管理硫化工藝參數（shù）、施（shī）工標準，防止工藝下發、執行不（bú）變形

l  建立硫化工藝配（pèi）方和生產信息對應關係，有效分析不同（tóng）配方對產品（pǐn）質量的（de）影響，對工藝改進人員提供支持

l  建（jiàn）立硫化工藝報警標（biāo）準，出現報警胎，控製硫化係統動作，禁止繼續硫化，防（fáng）止批量不合格品產（chǎn）生

l  監控硫（liú）化曲線，搭建硫化曲線（xiàn）曆史資料庫，實現數據的監控，對（duì）曆史數據（jù）能夠及時追溯

l  溫度、壓力等生產過程參數實時（shí）監控，實現（xiàn）輪胎的智能預測判（pàn）級

人員管（guǎn）理：

l  確（què）定人員（yuán）編碼規（guī）範，統一編碼規則

l  交接班信息（xī）管理，確定生產班組、機台（tái）、班次、崗位的對應關（guān）係

l  係統角色、功能權限靈活配（pèi）置，有效保（bǎo）證了係統的數據（jù）

l  記錄係（xì）統日誌，可追溯分析操作日誌，便於追溯分析，保障係（xì）統

l  建立績效工資、成（chéng）本核算的標（biāo）準體係，規範人員梯隊建設

報警管理：

l  報警標（biāo）準統一定義管理，搭建設備、工藝的標準（zhǔn）規範（fàn）

l  搭建報警標準，實時監控過程參數，超出報警標準及時報警

l  建（jiàn）立異常胎的分析處理（lǐ）規範，跟蹤處理步驟，規範管理

l  報警（jǐng）胎與後工序接口，對（duì）報警胎及時提示並展（zhǎn）現硫化參（cān）數（shù），智能化（huà）提示並展示（shì）信息

l  報警胎及時通過（guò）短信（xìn）、微信發布給（gěi）相關（guān）人員

設備（bèi）管（guǎn）理：

l  建立（lì）設備履曆台賬

l  實現硫化（huà）設備的全生命周期管理

l  設備參數統一管理，實現各機台設備參數的規範化管控

l  設備參（cān）數運行狀態實時監控

l  規範（fàn）故障申報處理流程，有效分析各處理（lǐ）階段的效率，提升管理效能（néng）

l  建立規範化的設備（bèi）維修、保養、維修機製，實現設備的預測、預防性維修機製，保證設備性能

l  建立備品備件庫（kù）存管理（lǐ）機製（zhì），提升庫存（cún）效率

l  分析備件和機台的（de）關係，設備維修成品分析，提升備件的利用率

l  OEE等報表的可（kě）視化展示

係統（tǒng）管理：

l  係統參數化、平台化管理

l  模塊化參數設置

l  係統角色、權限設置，保證係統及數據的性

l  係統日（rì）誌（zhì）管理，保證（zhèng）係統的，同時保證了故障追溯的及時性

7 結論

 應用軟控股份有（yǒu）限公司自主研發的智能群（qún）控管理係統，已經過多（duō）個廠家的（de）應用實施，係統（tǒng）能夠自動掃描前工序胎胚的條碼或RFID，獲知數據（jù），避（bì）免用（yòng）錯料，智能分析過程數據（jù），預測（cè）產品質量，智能分析各項成（chéng）品的情況，提（tí）出措施，形成全新的生產管理模式。使得硫化車間人、設備、模具、成本等信（xìn）息信息互通，搭建（jiàn）質量、設備、工藝、計劃、生產的全過（guò）程數據，建立生產的標準化、規（guī）範（fàn）化流（liú）程。實現產品質量（liàng）的全程監（jiān）控，通（tōng）過儀表盤、曲線圖等可視化的數據展示方式，預覽全局，實現硫化工序的全程服務和監控。透徹感知工序的製造成本，製造時間、產品質量，感知工人的（de）工作特點、工作（zuò）能力、特長愛好等（děng），感（gǎn）知硫化的產品質量，建立質量預測模型，感知製造過程（chéng）的能耗成本。

實踐證明（míng）具有（yǒu）良好的應用效（xiào）果，能夠（gòu）穩步提升硫化（huà）過程的質量，提高產品的均（jun1）一性。設備的智能化管理（lǐ）與精益（yì）生產等思想結合，從而實現硫化工序（xù）的透明化、扁平化、精細化、人性化及智能化（huà）管理。整個係統了無線網、物（wù）聯網、自動化、信息化技術，極大提升企業的創新能力、協同製造能力，低碳製造能力及生產管控能力。