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尼龙66差异化工业丝自动落筒系统2 .

系统关键性数据与报表
落筒数据记录：
系统自动记录落筒过程中数据，包括时间、日期、机台编号、丝饼重量（系统预留的数据接口）、操作员编号、丝饼等级、自动生成的条形码。这些数据都被系统自动储存在SQL Server数据库中。

落筒数据记录
落筒数据统计：
在工控机系统软件中，可以根据条件统计所需报表。例如，可选择起始日期时间和截止日期时间，系统会自动根据操作员分组，统计出这个时间段每个操作员的产量数据：总的丝饼数，总的丝饼重量，给统计工作带来便利。同样的，还可以根据起始日期时间和截止日期时间，系统自动统计出产能数据。还包括日报表、月报表、班次报表等相关报表。
1按日期统计操作员工作量
可根据起始日期时间和结束日期时间，统计每个操作员的工作量情况，这些数据可以作为绩效考核依据。

根据操作员与日期统计报表
2按时间日期统计
系统可根据时间日期统计丝饼的总数量与总重量，对于一定时间内的产能统计提供第一手资料。

根据日期统计产能报表
3日报表
为了更好的管理生产，需要对生产数据进行生产管理分析，便于数值指标管控，能够及时发现异常与不足，以便及时改进，总结车间管理经验。日报表的作用不言而喻。

日报表
月报表
月报表的作用：统计出每个机台的丝饼总数量与总重量。

月报表
还有其它一些相关的报表，可根据客户的要求进行开发。
质量追溯查询功能：
系统还具备输入条形码，查询相关信息功能。

系统预留有接入条码枪直接扫描条码查询功能。
系统设计思路
通过以上设备及其系统的一些基本介绍，接下来介绍下整个系统的设计思路：
让设备安全
机器设计的重点在于不仅要提高生产效率，同时还能提供最高质量和安全性。设备安全是重中之重。故障安全是工业生产无论从设备还是系统都必须考虑的重要因素。因为任何工业过程都或多或少地同风险联系在一起，从而会：
● 造成人员伤亡;
● 破坏自然环境;
● 对设备和生产过程造成危险从而有损投资。
不仅如此，大部分的应用和工业过程都伴随着更高的风险。比如压力机械、印刷机械、纺织机械、灌装机械、机床、机器人、传送与包装系统、高速旋转系统，游艺设施，高压工艺过程、海上石油平台技术、火灾与烟气报警器、燃烧器、索道传输系统，等等。这些应用需要更为安全的自动化预防和安全控制技术。虽然标准自动化的故障率或事故率对于一般的应用场合是可以接受的，但它对于上述有很大风险的应用，则是不够的。有很多例子，如铁岭的钢包坠落，切尔诺贝利核电站的核泄漏事故等，都是因为系统没有正确的执行安全功能所致。安全保护可以跟邮政系统类似，一般信件要求的可靠性是可以接受的(普通系统)，重要的邮件则应使用特别的保护技术，比如“挂号信”(安全系统), 使其更为安全、可靠。所以要保证安全系统的正常运行，需要将由功能错误造成的危险在其发生之前做好保护来杜绝其发生。自动控制领域从最初的4-20mA 信号发展到总线系统，使得设计自动化设备，首要考虑的是设备的安全性。自动控制的灵活性和可用性得到了很大的提高，相应的成本也大幅度的降低了。而最初安全标准在这个新技术中的应用是被禁止的，因为那时安全的自动化还必须采用“硬接线”并通过使用安全继电器技术为基础，如下图所示：

传统安全继电器控制的安全方案
然而，随着总线系统的日趋普及，所以出现针对自动控制PLC的安全技术、安全通信产品和安全的解决方案，到目前为止，自动化的安全产品日趋完善，相关的安全技术也日臻成熟。由于其灵活性，操作及复位方式简单，诊断更方便，并且符合所有的安全规范所要求的安全等级，目前在过程自动化和机械自动化中的应用越来越广泛，如下图所示：

基于安全PLC控制的安全方案
欧美国家在自动化安全方面的研究发展包括相应的安全标准和规范的历史已经有30余年。在工业安全方面也有着相应成熟的标准和技术方案。比如说国际性功能安全的基本标准 IEC 61508，是“涉及到电气/电子/可编程电子系统安全的功能性安全”标准，它充分考虑了电气装备功能安全的要求，且包括基本原则与方法，在2007年，它也已经转化为我国的国家安全基本标准 GB20438。它将安全的有效性要求(安全性能)根据相关风险进行了分级。该分级标准的安全级别称为安全完整性等级 Safety Integrity Level，用来计算安全功能危险失效的概率，由低到高被划分为SIL1到SIL3(SIL=Safety Integrity Level)。

当没有SIL等级要求时，每小时产生危险故障可以认为是在104小时和10 5小时之间，意味着1年到10年的时间内产生 1次危险故障;当SIL等级为SIL3时，每小时产生危险故障可以认为是在107小 时和108小时之间，意味着1千年到1万年的时间内产生1次危险故障。其实，这里的概念并不是指多少年会发生一次故障，而是说的一个概率的概念，就像交通工具中飞机发生事故的的安全概率要比其他交通工具的低很多一样，即一个SIL3级的安全系统比一个无安全要求的系统发生危险的概率要低非常多，用以满足在设备或系统运行周期内无风险的要求。
所以，要实现构建一个故障安全系统，首先需要这个系统中的设备和子系统都支持要求的SIL等级的规范。符合这个SIL 等级规范的模块和产品是由TV这个安全认证机构来进行认证的，说明相应的安全模块所能支持的安全SIL等级。西门子所提供的安全产品都有其相应的 TV 的认证证书，标明它能够支持到的安全等级。

如表2 的分类，安全系统主要分为三个子系统，安全信号的检测，安全信号的分析和处理及安全信号的响应。本系统从安全系统图的三个子考虑，达到设备安全目的。故障－安全设计应保证故障不影响系统，或使系统不会造成损害。在大多数实践中，这种设计使系统发生故障时停止工作。在任何情况下，故障－安全设计的基本原则是：
● 保护人员的安全；
● 保护环境，避免引发爆炸、火灾等灾害；
● 防止设备损坏；
● 防止降低或丧失使用性能。

让设备自动
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。美国机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代，随着现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统，如柔性制造系统、办公自动化、智能机器人、专家系统、决策支持系统、计算机集成制造系统等。21世纪以后，特别是近几年，机械自动化检测、分类、生产、包装、印刷，已经广泛应用于工厂。提高工业效率、减少成本，为中国现代工业的发展做出了巨大的贡献。本方案中，设计自动控制的包括：桁架机械手自动取丝饼，自动称重，并与丝饼在线式毛刺检验设备对接，丝饼自动输送，机器人自动抓取挂丝，AGV小车自动取空车与自动运丝，AGV小车自动充电系统，标签自动生成与打印、贴标系统、纺丝设备对接系统、AGV小车对接信息管理系统等。
桁架机械手自动取丝饼
系统采用自主设计研发的桁架机械手完成自动取丝饼，并自动将取出的丝饼挂在丝饼输送线上。每个桁架机械手由4~5轴伺服驱动运行。系统与巴马格或TMT设备对接。对接信号要求：
序号 纺丝设备 自动落丝系统
1 纺丝完成信号（输出） 接输入
2 允许落丝信号（输入） 输出给纺丝系统
3 落丝完成信号（输出） 接输入
落丝流程：缠丝设备缠丝完成后，告知自动落丝系统，自动落丝系统的桁架机械手在X轴方向，走到对应的纺丝工位，系统走Z轴方向下降，下降至纺丝工位，告知纺丝系统允许落丝信号，纺丝设备将4卷（细旦丝为8卷）丝饼退出，转移至接丝部件中。丝饼退出完成后，纺丝设备给出落丝完成信号。桁架机械手在X轴方向上升，检测输送线上对应位置是否有丝饼，如果没有，则将取到的4或8个丝饼依次挂在输送线上的挂钩上。并根据对应挂钩上的条码，在PLC控制器内存中记录数据，便于后续标签打印系统的调用。在SQL数据库中，记录丝饼的信息，后续可查找，包括质量追溯。
自动落筒，目前国内外常见有以下几种解决方案：
采用自动落筒小车：

自动落丝车应用图
分析：地面上需要设计轨道，工业丝在绕丝过程中会出现断丝现象，操作工需要过程参与，在多个工位中移动，存在人员安全问题，取丝效率问题，故该方案在这里是不可取的。
采用磁轨或无轨AGV自动落筒：

磁轨AGV自动落筒应用图
分析：该方案适于无需人工参换纸筒操作的场合。虽然地面上不需要设计轨道，但工业丝在绕丝过程中会出现断丝现象，操作工需要过程参与，在多个工位中移动，存在人员安全问题，取丝效率问题，故该方案同样不可取。与之相类似的是有轨自动落筒小车方式，同样不可取。