滤棒发射机数据采集的实现

周志芹 何林波

江西中烟井冈山卷烟厂信息管理科

摘要：针对成型车间生产过程中缺少滤棒信息的自动记录及滤棒信息与滤棒发射机信息的比对等问题，对滤棒发射机设备PLC模块中的数据进行采集，实现发射管道发射数量保存，实时显示在发射机数采操作终端。同时，通过实施，滤棒发射机数采操作终端屏上可清晰实时显示滤棒棒发送机和卷烟机连接通道的详细信息。当滤棒发送机中的滤棒规格和卷烟机生产的牌号BOM数据不符时，可以提醒操作人员注意设备连接关系是否维护正确。

关键词：滤棒交换站；发射机；卷烟机

1前言

目前井冈山卷烟厂MES系统与各个管控（数采）子系统通过生产任务单（工单）去组织生产，MES系统将生产任务单通过信息化方式下发到各子系统，各子系统按照生产任务单执行生产，将生产数据绑定到工单。MES系统不能到达的地方通过纸质通知单下达生产通知。在成型车间发射机就是MES系统工单没有到达的地方。

MES系统由于在卷烟厂信息化系统中所处的层次和架构的原因，一方面，在此部分实现的功能只是对两个系统下发工单，工单一旦下达，设备对应关系即确定不允许修改，不能应对生产过程中由于发射单元或者发射机故障，发射单元变更的情况。另一方面，MES工单的物料清单是相对固定，实现物料清单绑定物料消耗，而发射机的发射管道数量的使用则会根据生产实际变动。

因此，在数采系统中，卷包车间、成型车间之间产耗信息没有实现关联。车间之间的数据分析、比对只能依靠人工去记录、核算。应采取必要的信息化手段，统计机台发射数以及发射信息，实现成型车间滤棒发射单元的滤棒发射数与卷包车间卷接机组滤棒接收数一一匹配。文将从软件功能设计角度实现将滤棒发射数的采集。

2系统方案

2.1业务流程

滤棒生产完成后存储至立库，满足工艺要求后传送至发射机机，再通过ITM的滤棒交换中心传送至接收机、卷烟机，具体业务流程如图1所示。

图1 业务流程图

井烟MES系统建立滤棒发射机计划，在数采管理软件审核后，发射机计划会下发至成型车间发射机数采终端，车间发射机操作人员参照发射机设备通道上标识的设备对应关系，绑定发射机与卷烟机的滤棒关系，实时显示各个管道的滤棒发射量，生产结束后保存发射数，并将数据反馈井烟MES。

2.2网络规划

系统配置现场操作站，通过以太网与厂级MES进行通讯，接收厂级MES生产计划，并实现发射机计划的下发及生产信息的查询与记录。发射机计划会被下发至数采终端，数采终端通过网络线缆将滤棒交换站、卸盘机、发射机PLC组局域网，实现滤棒发射量信息和设备连接关系的展示。

生产结束后，发射量和设备对应关系会存入服务器数据库，实现信息的最终可查。

2.3功能设计

井冈山卷烟厂成型车间发射作业段共有4台滤棒发射设备。嘴棒交换站的主要功能是为发射机和卷烟机提供滤嘴发射通道，当卷烟机上所使用的滤棒规格（不同的卷烟牌号可能会针对不同的滤棒规格）发生变化时，可以对滤棒发送机做出快速调整，井烟每台发射设备共有10个发射管道。在实际生产中，任一发射管道通过嘴棒交换站可以灵活地向卷包车间的任何不同的滤棒接收设备(卷烟机组)发送滤棒，每个卷烟机有两个接收管道，同一生产时段最多只有两个发射管道对应卷包车间一台滤棒接收设备。当滤棒管道遇到故障或发生堵塞，且短时间内无法修复时，可以变更发送滤棒的发射管道，继续向同一滤棒接收设备进行滤棒发送，实现柔性化生产。为了便于发射量的统计，在同一班次、同一滤棒牌号的情况下，同一发射管道最多只能选择被用于向同一个卷烟机发射滤棒。故而，软件功能需要能够灵活记录设备对应关系，统计滤棒发射数以及其对应的卷烟机牌号信息。

此外，滤棒发射关系是通过记录设备通道上的对应标识进行人工记录和核对的。人工核对管道信息时有可能将应该联在A点的管道错误地联到B点，而这两个点甚至不在同一台卷烟机上，造成卷接机组获得错误牌号的信息。所以软件设计也需要考虑因客观因素等导致的不良影响，应具备一定的防错能力。

2.4数据结构

为了提醒操作人员注意设备连接关系是否维护正确，需要进行滤棒发射机发射的滤棒规格与卷烟机生产工单牌号BOM中的滤棒类型的比对。发射机计划要包含滤棒规格信息，此外为了便于数据统计，还关注设备的运行信息，如：发射机计划编号、发射机工单号、发射机名称、滤棒牌号、发射日期、班次、班组、计划状态、计划开始时间、计划结束时间、计划审核时间、审核状态。

此外，发射机管道滤棒发射数的采集需要根据生产实际动态匹配。首先，通过对滤棒发射机设备PLC模块中的数据进行解码并在发射机数采终端实时显示的所有管道发射量信息；其次，发射机机台操作人员在发射机数采操作终端进行发射机管道号和卷烟机机台号的匹配后，每个滤棒发射机发射通道会记录四条信息，分别是发射通道编号、目标机台、目标机台牌号、管道发射量；最后，生产结束通过牌号等字段进行非空过滤，将当前滤棒发射信息绑定发射机滤棒发射明细表，共涉及六个字段分别是：明细表id、发射机通道号、发射机工单号、目标机台、目标机台牌号、管道发射量。

3系统功能验证

3.1设备关联

通过对滤棒发射机设备PLC模块中的数据的采集，操作人员可方便的查看滤棒发射机各个管道的发射数据。通过滤棒发射数实时数据是否为空可以方便滤棒发射机操作人员维护设备连接关系时，确保所有生产在用的管道均有对应的卷烟机设备，杜绝滤棒对应关系的漏录。

同时，在人工录入发射机管道对应的卷烟机台时，系统会自动查询当前机台的生产牌号以及卷烟机生产的牌号BOM数据，当卷烟机机台生产所需滤棒与发射机发射滤棒型号不匹配时，系统会对发射机操作人员进行报错提示，提醒操作人员修正设备连接关系。

3.2数据保存

生产结束后，系统通过滤棒发射管道关联关系判断卷烟机机台号、牌号等字段是否为空，过滤掉未被使用的发射机管道，实现发射机管道对应关系根据生产实际保存，剔除无效数据。

3.3报表分析

通过发射数、接收数、卷烟机滤棒消耗统计报表，分析发射机数统计是否异常，从而可以修正设备连接关系中卷烟机台错录的情况。

4结语

数采系统中的滤棒发射功能目前已成功应用于江西中烟井冈山卷烟厂两大车间（卷包车间、成型车间）。解决了成型车间生产过程中缺少滤棒信息的自动记录及滤棒消耗信息与滤棒发射机信息的比对等问题，实现滤棒从发射机、接收到卷烟机的全过程跟踪。

参考文献

1. 杨常永.基于防差错理念的卷烟辅料全过程信息管理系统的开发与运用[J].软件开发与应用，2020(2)

2. 王文，刘剑锋，张志远.基于RFID技术的滤棒输送环节纠错防错系统的设计与应用[J].自动化应用，2019(10)