【正文】 為數(shù)據(jù)鏈路層，第三－六層末使用，第七層為應(yīng)用層?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動化。PROFIBUS，是一種國際化．開放式．不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。從設(shè)備回應(yīng)消息也由Modbus協(xié)議構(gòu)成，包括確認(rèn)要行動的域、任何要返回的數(shù)據(jù)、和錯(cuò)誤檢測域。如果單獨(dú)通信,從設(shè)備返回消息作為回應(yīng)，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應(yīng)。典型的從設(shè)備：可編程控制器。其它設(shè)備（從設(shè)備）根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。控制器能直接或經(jīng)由Modem組網(wǎng)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯(cuò)誤檢測的方法。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖 PLC梯形語言Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言?！√菪螆D編程語言（）的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。圖 PLC的組成框圖 PLC編程語言：根據(jù)國際電工委員會制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)（IEC11313），PLC有五種標(biāo)準(zhǔn)編程語言：梯形圖語言（LD）、指令表語言（IL）、功能模塊語言（FBD）、順序功能流程圖語言（SFC）、結(jié)構(gòu)文化本語言（ST）。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。S7200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。4) 形成新的程序文件或作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2) 制定應(yīng)變方案。我們不僅需要測量和監(jiān)視結(jié)果，還要不斷說服和推銷觀念，兩者都是必要的。要保持改進(jìn)的成果，需要將改進(jìn)階段對流程的修改或新的流程作業(yè)指導(dǎo)書納入作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和受控的文件體系，并建立過程控制系統(tǒng)。任何改進(jìn)方案均需要驗(yàn)證其有效性，才能最終被確認(rèn)為團(tuán)隊(duì)將采取的方案。一個(gè)好的改進(jìn)方案，是不能夠以給顧客或企業(yè)帶來較高的風(fēng)險(xiǎn)為代價(jià)的。一般將從改進(jìn)方案的可行性、成本投入、周期等方面，評價(jià)改進(jìn)方案的優(yōu)勢與劣勢。2) 評價(jià)解決方案。一般來說，為了達(dá)到上述目的，需要完成以下方面的工作：1) 產(chǎn)生解決方案。至此，我們進(jìn)入了關(guān)鍵性的“改進(jìn)”階段。有時(shí)原因是深藏而不易識別的，有時(shí)問題與其他較多因素相關(guān)聯(lián)而被糾纏混雜在一起，這是就需要用到更高級的統(tǒng)計(jì)技術(shù)或其他管理技術(shù)來確定和驗(yàn)證根本原因[15]。這個(gè)循環(huán)從數(shù)據(jù)的測量開始，通過對過程的分析，提出對原因的初始推測或者假設(shè)；接著收集和關(guān)注更多數(shù)據(jù)和其他看的見的證據(jù)，對這些推測或者假設(shè)做出進(jìn)一步的判斷；分析循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，各種假定不斷地被確認(rèn)或被拒絕，直到真正的問題根源通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析被明確識別出來。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，我們可能需要花幾周或更長的時(shí)間，使用各種工具和試用各種不同的觀點(diǎn)去分析，才可能得出正確的結(jié)果。在這階段，DMAIC我們應(yīng)詳細(xì)研究資料，增強(qiáng)對過程和問題的理解，進(jìn)而識別問題的原因，使用各分析步驟來尋找“問題根源”。 系統(tǒng)分析（analyze）分析階段是DMAIC各個(gè)階段中最難以預(yù)見的階段。比如，各種過程分析工具，文檔和圖形分析工具以及過程能力分析方法等。特別是通過過程分析，認(rèn)識Y的波動規(guī)律，揭示過程改進(jìn)的機(jī)會，識別實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)的可能途徑和改進(jìn)方向。六西格瑪項(xiàng)目的實(shí)施過程，就是不斷地揭示兩者之間關(guān)系的過程。正如前面所指出的，任何過程的輸入輸出關(guān)系均可以表達(dá)為：Y=f(X)式中，Y為過程的輸出結(jié)果；X為影響Y的過程輸入。從測量階段起就要開始收集數(shù)據(jù)，并著手對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 系統(tǒng)測量（measure）測量階段是DMAIC過程的第二個(gè)階段，它既是界定階段的后續(xù)活動，也是連接分析階段的橋梁。常用的方法和工具有：顧客需求（VOC）分析、卡諾模型（Kano model）、SIPOC分析、相關(guān)方分析、排列圖等。通過界定階段的工作，我們要明確項(xiàng)目的目標(biāo)，測算項(xiàng)目預(yù)期收益，確定項(xiàng)目核心團(tuán)隊(duì)成員等。我們需要通過界定階段的工作，明確問題或者流程輸出Y及其測量，明確Y的標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)過程界定（define）過程界定（define）是六西格瑪DMAIC方法的第一步驟，也是非常重要的一步。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是實(shí)施6σ管理的重要工具，以數(shù)字來說明一切，所有的生產(chǎn)表現(xiàn)、執(zhí)行能力等，都量化為具體的數(shù)據(jù)，成果一目了然。 六西格瑪方法六西格瑪[1314]是一套系統(tǒng)的、集成的業(yè)務(wù)改進(jìn)方法體系，是旨在持續(xù)改進(jìn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)客戶滿意的方法。18浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2章 系統(tǒng)相關(guān)理論基礎(chǔ)與技術(shù)第2章 系統(tǒng)相關(guān)理論基礎(chǔ)與技術(shù)本文論述的課題是卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)，利用六西格瑪方法對本系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，而且本系統(tǒng)是架構(gòu)在PLC、上位機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊的一個(gè)控制管理系統(tǒng)。第七章是全文的總結(jié)，并展望了未來。第二部分主要闡述了PLC程序的修改過程。本章主要分兩部分對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。8浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第4章 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)第四章對系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了描述，闡述了上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖，明確上位機(jī)系統(tǒng)需設(shè)計(jì)的模塊，指出PLC程序如何優(yōu)化，給出了“PLC站點(diǎn)參數(shù)表”和“發(fā)送接收地址表”為系統(tǒng)的具體提供基礎(chǔ)。通過運(yùn)用六西格瑪分析得出風(fēng)力送絲系統(tǒng)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)是需要通過硬件手段和軟件手段雙方面結(jié)合完成的，硬件的優(yōu)化是比較明確的，本文將不做重點(diǎn)描述，本文重點(diǎn)描述軟件方面的改善，包括：增加上位機(jī)系統(tǒng)和PLC程序的修改。重點(diǎn)敘述了系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)所用到的六西格瑪方法論、PLC控制技術(shù)、OPC體系架構(gòu)等內(nèi)容，為系統(tǒng)的優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。最后對本文的主要工作及章節(jié)安排進(jìn)行了說明。 本文組織結(jié)構(gòu)本文將詳細(xì)介紹卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)。具體體現(xiàn)在：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制監(jiān)視功能、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)（MES）的通訊功能；提高風(fēng)力送絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性（回風(fēng)管風(fēng)速控制在：12177。該裝置內(nèi)部的取壓口長期處在含塵空氣中，如果由于粉塵堵塞，會造成風(fēng)速檢測不準(zhǔn)，控制失調(diào)。圖 單臺卷煙風(fēng)送控制的研究。系統(tǒng)壓損包含有物料（煙絲）輸送部分壓損H1和尾氣（輔助）部分壓損H2兩部分。系統(tǒng)的壓損計(jì)算，是設(shè)計(jì)通風(fēng)、除塵、風(fēng)送相關(guān)系統(tǒng)的主要內(nèi)容，對于分析系統(tǒng)問題，合理設(shè)計(jì)管網(wǎng)和風(fēng)機(jī)、除塵器等動力系統(tǒng)有直接的指導(dǎo)作用。滿足以下需求：1) 總管風(fēng)速實(shí)時(shí)值和歷史曲線、報(bào)警等顯示2) 每臺卷煙機(jī)組的風(fēng)速、閥門的實(shí)時(shí)、歷史曲線、狀態(tài)報(bào)警顯示3) 每臺卷煙機(jī)組風(fēng)送調(diào)節(jié)的P參數(shù)，I參數(shù)和調(diào)節(jié)延遲時(shí)間的調(diào)節(jié)4) 每臺卷煙機(jī)組S7200的通信，模塊的狀態(tài)和故障報(bào)警。因此，本文為提高風(fēng)力送絲系統(tǒng)穩(wěn)定性、滿足現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)管理和設(shè)備管理的需要，而嘗試進(jìn)行對第二代風(fēng)力送絲系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化并實(shí)現(xiàn)。例如：煙絲如何送到卷包車間、速度如何、控制是否穩(wěn)定、是否具備數(shù)據(jù)采集功能、維護(hù)是否方便、是否可以做到免維護(hù)、不同速度對煙絲品質(zhì)的影響如何等等一系列問題。隨著時(shí)代的進(jìn)步，卷煙工業(yè)企業(yè)也得以長足發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)管理和設(shè)備管理的要求也不斷提高，精細(xì)化管理、TPM、數(shù)字化工廠的概念也不斷的被提出、落地實(shí)施。鑒于以上原因，目前，國內(nèi)卷煙廠煙絲從制絲車間到卷包車間輸送的實(shí)現(xiàn)方式還是以第二代風(fēng)力送絲系統(tǒng)為主。系統(tǒng)的換代要經(jīng)過新設(shè)備采購、舊系統(tǒng)拆除、新系統(tǒng)安裝、新系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)，一般所需時(shí)間在6個(gè)月左右，而且部分卷煙工業(yè)企業(yè)還不具備新系統(tǒng)的安裝條件。100萬箱/年標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)能的卷煙工業(yè)企業(yè)，新系統(tǒng)的投入成本約需要4000萬元人民幣，因此投入成本非常高。風(fēng)力送絲系統(tǒng)是連接制絲車間和卷包車間實(shí)現(xiàn)煙絲輸送的系統(tǒng)，假如無該系統(tǒng)，煙絲無法通過人工進(jìn)行輸送，就會導(dǎo)致全廠停產(chǎn)，而且人工輸送對煙絲品質(zhì)影響非常大。雖然各個(gè)煙廠有小的技改或擴(kuò)建項(xiàng)目，但風(fēng)力送絲系統(tǒng)未更換成本世紀(jì)先進(jìn)的系統(tǒng)，因?yàn)榈诙徒z系統(tǒng)更換成第三代需對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行更換。但該系統(tǒng)的實(shí)施所用成本非常高，一個(gè)100萬箱生產(chǎn)規(guī)模的卷煙工業(yè)企業(yè)風(fēng)力送絲系統(tǒng)所需項(xiàng)目資金在4000萬元左右。第三代：現(xiàn)代多管風(fēng)力送絲技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)后，德國RIEDEL公司推出了全新的新型風(fēng)力送絲系統(tǒng)，利用了SACU控制器，他以控制送絲管的速度為目標(biāo)，送絲速度更加穩(wěn)定，控制在177。該時(shí)期的多管風(fēng)力送絲技術(shù)開始注重送絲速度的穩(wěn)定，開始關(guān)心風(fēng)速對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，開始注重控制自動化，PLC技術(shù)廣泛使用。一臺卷煙機(jī)單獨(dú)配備一根供料管，多臺卷煙機(jī)配備一個(gè)除塵器的技術(shù)出現(xiàn)，最典型的就是德國NEO公司的風(fēng)力送絲技術(shù)。由于一根料管同時(shí)供多臺卷煙機(jī)，在最后的幾臺卷煙機(jī)處會出現(xiàn)供絲不足和煙絲造碎嚴(yán)重等缺陷，故障率非常高，且噪音高粉塵大，目前基本被淘汰。從技術(shù)發(fā)展的角度，風(fēng)力送絲系統(tǒng)的演進(jìn)，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：第一代：單管風(fēng)力送絲技術(shù)90年代之前，風(fēng)力送絲技術(shù)在西歐出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)由于卷煙機(jī)械的比較落后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率底等，采用的只是單管風(fēng)力送絲技術(shù)，該系統(tǒng)由喂絲機(jī)、送絲管、調(diào)節(jié)閥、集絲箱和除塵器、風(fēng)機(jī)等組成，每組可供十臺以內(nèi)卷煙機(jī)的用絲。卷煙行業(yè)中的風(fēng)力送絲[56]，是指通過風(fēng)力在送絲管道中產(chǎn)生負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)煙絲從喂絲機(jī)到卷煙機(jī)組的輸送，是目前國內(nèi)外卷煙機(jī)自動化供煙絲的主要方式之一。小車送絲的輸送方式有個(gè)最大缺點(diǎn)就是在維護(hù)過程中比較困難而且故障經(jīng)常發(fā)生,運(yùn)行的成本也較高，而且容易導(dǎo)致搓牌，引起嚴(yán)重的質(zhì)量事故。在卷煙加工過程中,煙絲輸送是將貯絲柜中的煙絲輸送至卷煙機(jī)的工藝環(huán)節(jié)。此外，氣力輸送在煙草行業(yè)領(lǐng)域也得到了推廣，1866年出現(xiàn)了煙絲的氣力輸送裝置，1891年在英國Doranzhi制出負(fù)壓氣力輸送裝置，以后氣力輸送在煙草行業(yè)獲得應(yīng)用[3]。風(fēng)力輸送系統(tǒng)以強(qiáng)大的優(yōu)勢，將取代傳統(tǒng)的各種機(jī)械、人力輸送方式。風(fēng)力輸送方式又是一種全封閉型管道輸送系統(tǒng)，布置靈活，無二次污染。圖 目前許多煙廠已經(jīng)或?qū)⒁獙?shí)施煙絲風(fēng)力輸送的系統(tǒng)，作為柔性制絲的最后環(huán)節(jié)，其意義是重大的?；诖?，本文主要結(jié)合寧波卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，運(yùn)用“六西格瑪”方法，研究如何對卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)，以提高風(fēng)力送絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)相比于本世紀(jì)先進(jìn)的風(fēng)力送絲系統(tǒng)，在風(fēng)速控制穩(wěn)定性和故障率方面存在較大差距。 1 m / s) was enhanced and product quality was improved.Key Words：　Tobacco Pneumatic Conveying System for Cigarette Factory, PC systems, PLC, Six Sigma ii浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 目錄目錄摘要 iAbstract ii圖目錄 III表目錄 IV第1章 緒論 1 課題來源及類型 1 卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)項(xiàng)目概述 1 國內(nèi)外風(fēng)力送絲系統(tǒng)發(fā)展概況 2 風(fēng)卷煙廠風(fēng)力送絲系統(tǒng)優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)的提出 3 本文研究的內(nèi)容、目標(biāo) 4 本文研究內(nèi)容 4 本文研究目標(biāo) 6 本文組織結(jié)構(gòu) 6 本章小結(jié) 7第2章 系統(tǒng)相關(guān)理論基礎(chǔ)與技術(shù) 8 六西格瑪方法 8 系統(tǒng)過程界定（define） 8 系統(tǒng)測量（measure） 9 系統(tǒng)分析（analyze） 9 改進(jìn)（improve） 10 控制（control） 10 西門子PLC S7200 11 上位機(jī)系統(tǒng) 14 C語言 17 本章小結(jié) 18第3章 系統(tǒng)優(yōu)化分析 19 系統(tǒng)概述 19 系統(tǒng)優(yōu)化點(diǎn)分析 19 上位機(jī)系統(tǒng)需求分析 24 上位機(jī)系統(tǒng)的用戶分析 24 上位機(jī)系統(tǒng)的功能分析 24 上位機(jī)系統(tǒng)的界面需求 26 上位機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)目的及環(huán)境 26 本章小結(jié) 27第4章 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC參數(shù)設(shè)計(jì) 28 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 28 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 PLC程序參數(shù)設(shè)計(jì) 30 PLC站點(diǎn)參數(shù)表 31 OPC發(fā)送接收表 31 本章小結(jié) 33第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 34 上位機(jī)系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境配置 34 上位機(jī)系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn) 36 創(chuàng)建登錄界面的圖形文件 36 創(chuàng)建主頁面的圖形文件 38 創(chuàng)建單機(jī)控制界面的圖形文件 40 創(chuàng)建單機(jī)風(fēng)速趨勢界面的圖形文件 42 創(chuàng)建單機(jī)PID圖界面的圖形文件 43 創(chuàng)建總管圖界面的圖形文件 44 創(chuàng)建報(bào)警界面的圖形文件 45 修改S7200程序 46 本章小結(jié) 47第6章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析 48 系統(tǒng)優(yōu)化后的控制措施 48 最終效益核實(shí) 49 無形經(jīng)濟(jì)價(jià)值 49 有形經(jīng)濟(jì)價(jià)值 49 本章小結(jié) 50第7章 總結(jié)與展望 51 全文總結(jié) 51 個(gè)人總結(jié) 51 展望 52參考文獻(xiàn) 53作者簡歷 54致 謝 56III浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 表目錄圖目錄圖 1圖 5圖 6圖 PLC的組成框圖 11圖 PLC梯形語言 12圖 OPC Server/Client 運(yùn)作的方式 16圖 OPCServer OPCGroup OPCItem 關(guān)系 16圖 OPC 體系結(jié)構(gòu) 17圖 22圖 22圖 總管風(fēng)速和機(jī)組風(fēng)速關(guān)系圖 23圖 23圖 29圖 34圖 35圖 36圖 36圖 38圖 “第1－12風(fēng)機(jī)組”按鈕事件創(chuàng)建 39圖 40圖 “PV實(shí)際值”的屬性修改 42圖 42圖 43圖 43圖 “SP棒圖”屬性修改 44圖 45圖 45圖 46圖 S7200程序修改 46表目錄表 20表 21表