美國對我國“雙反”將對中（zhōng）國輪胎製造商產生了較大影響，提高產品質量和（hé）價格（gé）是輪胎企業突（tū）破國外輪胎銷售壁壘的重（chóng）要途徑。硫（liú）化（huà）工序是輪（lún）胎生（shēng）產（chǎn）的關鍵（jiàn）工序之一，硫化機是硫化工序的關鍵設備，硫化工序生產質量的好壞必（bì）將（jiāng）影響到輪胎整體產品的質量。如何提高硫化機自動化、智能化的水平以及工藝參數的控製精度已經成為提高輪胎產品（pǐn）質量的一個關重要的環節。傳統的（de）硫化機都是單機控製的方（fāng）式，機台（tái）之間的數據無法共享。同時單機控製方式也存在數據（jù）采集繁瑣、曆史數（shù）據查詢麻（má）煩^[1]等（děng）問題。結合現場實際情況，本文結合軟控在橡膠輪胎行業多年的自動控製（zhì）和信息規劃的實踐經驗，提出硫化群控的解（jiě）決方案，以昆侖通泰觸摸屏的硫化機進行組網為例，通過MODIBUS總線方式實現數（shù）據通訊控製，該方案組（zǔ）網簡單，控製可靠，能夠同時實現10台（tái）硫化機的過程數據（jù）采集和硫化工藝控（kòng）製。

下麵從係統架構、案例實施、係統功能等方麵進行逐一（yī）描述，群控（kòng）組網方式（shì）較（jiào）多。傳統方式以PLC直接加通訊模塊組網較多，本文以昆侖通（tōng）泰（tài）觸摸屏組（zǔ）網為例，實現（xiàn）硫化的集群化管控，對於前期已采購觸摸屏（píng）控製設備的企業有效（xiào）降低實施（shī）成本。

2 係統架構

係統采用三層架構體係設計（jì），架構圖如圖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（qún）控與PLC的通訊紐帶，起到“承（chéng）上啟下”的作用。層（céng）是MES層由群控管理係統（tǒng）來實現，可以和十多台觸摸屏通訊（xùn），實現工藝數據的（de）下載，過程數據的采集。第三層為SYS服務層，服務器集中存儲數據，對外（wài）發布服（fú）務，實現內（nèi）部數據（jù）的分析，外部用戶對係（xì）統數（shù）據的訪（fǎng）問。觸摸屏和PLC之間采用PLC的通訊協議，MES層和觸摸屏之間采用MODIBUS通（tōng）訊協議（yì），SYS服務（wù）層和MES層之間采用（yòng）TCP/IP標準協議，組建標準的網絡（luò），對外（wài）發布（bù）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（liú）化設備的管控。首先以硬件實現網絡架構為基礎，目前有多種（zhǒng）組網方式，由串口通訊模塊、網絡通訊模塊、總線（xiàn）方（fāng）式的工業組網（wǎng）方式，上述方式都需要在現有PLC控製係統擴展對（duì）應的模塊來實現，本（běn）方（fāng）案針（zhēn）對現有觸摸屏進（jìn）行聯網，無需增加硬件（jiàn）的方式來實現，通訊采用MODIBUS通訊協議，下麵以昆侖通泰的觸摸屏來介紹設置步驟。

圖1係統架構（gòu）圖

3 硬件組（zǔ）態設計

     針對觸摸（mō）屏安裝對應的嵌入式係統編程軟件，昆侖通泰觸摸屏為MCGS嵌入式版本，安裝完畢後，打開觸摸屏工程，打（dǎ）開設備窗口，如圖2所（suǒ）示。

                                                                             圖2 設備窗口界麵

選擇通用TCP/IP父設備 ，點增加（jiā），選擇通用設備，選擇MODBUSTCP數據轉發設備，點（diǎn）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（shù）據轉發設（shè）備。

圖3 添加（jiā）設備界麵

然（rán）後設置通用TCP/IP父設備屬性，設置網絡類型：1-TCP，服務器類型:1-服務器，設置本（běn）地IP地址：192.168.1.133，通訊屏的IP地址（zhǐ）192.168.1.200，端口：3000。設（shè）置（zhì）界麵如圖4所示。

                                                                          圖4 屬性設置界麵

然後設置（zhì）MODBUSTCP數據轉發設備屬性，設置步驟（zhòu）通過依次點擊內部屬性（xìng），選擇設置（zhì）設備內部（bù）屬性。設（shè）置標簽TAG，如果（guǒ）存在標簽，通過（guò）“全（quán）部刪除”功能刪除後重新添加。點擊增加通道，選擇4通道類型（0輸入繼電（diàn）器、1輸出繼（jì）電器、2輸入寄存器、3輸出寄存器）（見圖5），輸入默認開（kāi）始地（dì）址，設置（zhì）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（zhì）完畢界麵如圖6所示。

                     圖5  類型設置界麵

圖6變量設置界麵

組態完畢後，編譯並且將程序下（xià）載到觸（chù）摸屏。重啟觸摸（mō）屏後，係統功能生效。MES上（shàng）位機管理（lǐ）係統可通過MODBUS通訊協議（yì）訪問設置的變（biàn）量。可以（yǐ）采集數據並（bìng）且下（xià）載參數。

係統設（shè）置完畢後，可（kě）以部署群控管理係統，通過群控管理（lǐ）係統實現硫化設備的智（zhì）能控製，報警標（biāo）準的設（shè）置，過（guò）程參數的實時監控，從（cóng）而實現硫化的智能化管理，報警標（biāo）準具備自（zì）學習的調整功能，根據曆史數據和當前的硫化結果可以不斷的優化調整，下（xià）麵對硫化報警標準的功能進行描述。

4 報（bào）警標準設置

    報警標準是（shì）硫化設備（bèi）判斷硫化過程準確（què）的判斷依據，設置的好壞確（què）定該輪胎過程是否合格，是（shì）否需要自動延時，以補償（cháng）等效硫化的結果。在工藝經驗和曆史數據基礎上設置報警標準（zhǔn），設置標準針對熱板溫度、模套溫度（dù）、內（nèi）溫、內壓，在硫化各步序階段的參數進行（háng）設置，分別設置（zhì）凱式時間、持續時間、值、標準值、小（xiǎo）值等，具體設置界麵如圖7所示。

                                                                       圖7 報警標準設置界麵

報警標準設置完畢後，基於迭代自學習控製方法^[2]根據後續質檢係統的檢（jiǎn）測結果和過程記錄（lù）的曆史數據，不斷對參數進行優化調整，對報警標準及控製方法進行優（yōu）化，建立的質量控製標準，從而提高報警標準設置的（de）科學性和有效性。同時（shí）檢（jiǎn）驗工藝是否與質量結果相匹配，從而不斷的優化工藝，提升（shēng）硫（liú）化工序的產品質量（liàng）。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

基於標準模型（xíng）實時監（jiān）控PLC的參數，係統初（chū）始化時首先從過程數據報警標準表中查詢當前過程參數的報警標準；初始化並下載（持續時間、報警狀態、值、小值、開（kāi）始時間）等報警標（biāo）準參數；實時從（cóng）設備控製係統監控步序、溫壓過程參數，判斷當前（qián）步序是否有過程參數報警標準（zhǔn）：判斷當前步序是否有（yǒu）溫壓過程參數報警標準，如果沒有則進行提示，並（bìng）實時判（pàn）斷步序（xù）時間（jiān）是否大於報警開始時間。根據報警標準判斷是否報警，並標記（jì）異（yì）常報警胎，短信通知工藝設備人（rén）員進行維護管理，實（shí）現輪胎品級的智能預測判斷。

6 係統功能（néng）

    群（qún）控管理係（xì）統的主要功能框架如圖9所示，主要包含（hán）生產管（guǎn）理、計劃管理、技術管理、人員管理、報警管理、設備管理、係統管理幾大模塊，下麵對各（gè）模塊的功能進行簡（jiǎn）要描述。

                                                                                  圖9 係統功能框架（jià）圖

生（shēng）產管理：

l  實時采集生（shēng）產信息，建立的生產管理追溯體係

l  對工藝、模具、生產時（shí）間、人（rén）員、機台（tái）進行對應，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（jì）件工資

l  以條（tiáo）碼或RFID為載體實（shí）現生產數（shù）據的實時（shí）統計分析

l  生產數據和實（shí）際工藝實時驗證，避免用錯胎胚（pēi）等現象發生

計劃管理：

l  換模計劃（huá）的自動化管理，狀態實時跟蹤

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

l  根據模具、生產需求、設備實際情況自動生成（chéng）排產計劃

l  通過網絡計劃（huá）快速下達到機台，提升（shēng）數據傳輸效率，避免人（rén）工誤差、延遲等（děng）現象

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

技術管理：

l  建（jiàn）立（lì）物料編碼規範，物料編碼統一定（dìng）義，避免一物多碼的現象

l  統一管理硫化工藝參數、施工標準，防止工藝下（xià）發、執行（háng）不變形

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

l  建立硫化工藝報警標準，出現報警（jǐng）胎，控製硫化係統動作，禁止繼（jì）續硫化，防止批量不合格品產生

l  監控硫化曲線，搭建硫化曲線曆史資（zī）料庫，實現（xiàn）數據的監控，對（duì）曆史數據能夠及時追溯

l  溫度、壓力等生產過程參數實時監控，實現輪胎的智能預測判級

人員管理：

l  確定人員編碼規範（fàn），統一編碼規則

l  交接班（bān）信息管理，確定生產班組、機台、班次、崗位的對應關係

l  係統角（jiǎo）色、功能權（quán）限靈（líng）活配置，有效保證了（le）係統的數據

l  記錄係統日誌，可（kě）追（zhuī）溯分析操作日（rì）誌，便於（yú）追溯分析（xī），保障係統

l  建立績（jì）效工資、成本核算的標準體係，規（guī）範人員梯隊建設

報警（jǐng）管理（lǐ）：

l  報警標準統一定義（yì）管理，搭建（jiàn）設備、工藝的標準規範

l  搭建報警（jǐng）標準，實時監控過程（chéng）參數，超出報警標準及時報警

l  建立異（yì）常胎的分析（xī）處理規（guī）範，跟蹤處理步驟（zhòu），規（guī）範管理

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

l  報警胎及時通過短信、微信發布給相關人員

設備管理：

l  建立（lì）設備履曆台賬

l  實現（xiàn）硫化設備的全生命周期管理

l  設備參數統一（yī）管理，實現各機台（tái）設備參數的（de）規範化管控

l  設備參數運（yùn）行狀態實（shí）時監控

l  規範故障（zhàng）申報處理流程，有（yǒu）效分析各處理階段的效率，提升管理效能

l  建立規範化的設備維（wéi）修、保養、維修機製，實（shí）現設備的預測、預防性維修機製，保證設備（bèi）性（xìng）能

l  建立備品備件庫存管理機（jī）製，提升庫存效率

l  分析備件和機台的關係，設備維修成品分（fèn）析，提升備件的利用率（lǜ）

l  OEE等報表的可視化展示

係統管理：

l  係統（tǒng）參數（shù）化（huà）、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  係統日誌管理，保證係統的，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（xiàn）公（gōng）司（sī）自主研發的智能群控管理係統，已經過多（duō）個廠家的應用實施，係（xì）統能夠（gòu）自動掃描前工序胎胚的（de）條碼或RFID，獲知數據，避免用錯料，智能分析過程數據，預測產品質量，智能分（fèn）析各項成品的情（qíng）況，提出措施，形成全新的生產管理模式。使得（dé）硫化（huà）車間人、設備、模具、成本等信（xìn）息信息互通，搭建質（zhì）量、設備、工（gōng）藝、計（jì）劃、生產的全過程數據，建立生（shēng）產的標準化（huà）、規範化流程。實現產品質量的全程監控，通過儀表盤、曲線圖等可視化的（de）數據展示方式，預覽全局，實現硫化工序的全（quán）程服務和監控。透（tòu）徹感知工序的製造成本，製造時（shí）間、產品（pǐn）質量，感知工人的（de）工作特點、工作能力、特長愛好等，感知硫化的產品質量，建（jiàn）立質量預測模型，感知製造過程的（de）能耗成（chéng）本。

實踐（jiàn）證明具有良（liáng）好的應用效果，能夠穩步提升硫化過程（chéng）的質量，提高產品的均一性。設（shè）備的智能化管理與精益生產等（děng）思想結合，從而實現硫化工序的透明化、扁平化、精細化（huà）、人性化及智能化管理（lǐ）。整（zhěng）個係統（tǒng）了無（wú）線網、物聯網、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。