宁波XX有限公司
构建XX生产管控一体化系统设想
一、XX生产线监控现状
宁波XX有限公司现有6条采用XX技术的生产线，已投产6年。原设计以现场手动控制、操作间遥控为主，关键信号通过常规数字显示仪表在操作间显示。在上世纪末，国内XX生产线未形成规模，也无成熟的生产工艺，当时采用手动控制合符生产装置的条件、而且是经济的方法。
近几年通过XX公司技术人员的攻关，XX生产线日趋稳定和成熟，XX公司已经成为国内最大的XX生产企业。而原有的控制水平已与高科技的生产装置不相适应，主要有以下几个方面：
1、生产装置已具备挖潜、优化的条件，开展这项工作需要采集研究大量数据，现在依靠人工抄录数据的方法，无法满足要求。
2、手动操作决定了产品质量和产量与操作人员的操作经验、技术水平、责任性有关，具有随机性与不确定性，容易引起质量和产量的波动。
3、管理人员无法了解操作人员的操作过程、生产过程的历史记录，不利于操作经验累积、对操作人员的操作纪律管理。
4、手动控制方式需要更多的操作人员。
5、如今的控制技术已经突飞猛进，手动操作和常规仪表的监控属于落后的生产方式，与公司的高科技形象很不相称。

二、国内外同类生产设备的自动化水平
XX生产线从自控角度上看，具有流程短、装置相对独立、控制逻辑比较简练的特点，与注塑机、印刷、印染、透平空气压缩机等属于同一类型。对于这种类型的生产线，一些著名的国内外企业，目前普遍采用了PLC或专用智能化控制设备，人机界面友好，一般位于设备旁，大多采用彩色显示器和触摸屏，操作盘上的数字式、指针式仪表基本被淘汰。
彩色显示器和触摸屏，与传统的按钮、旋钮操作方式相比，更能直观的反应设备生产情况，操作面板更简洁，操作更方便，操作人员能操作的设备更多。
以下是应用在某一设备的就地控制盘情况：


三、管控一体化的理念
随着科学技术的发展，许多先进的企业在管理方面，以企业资源计划（ERP）系统为代表的管理信息系统得到了应用，提高了管理效率；在生产过程自动化方面，普遍投运了DCS、PLC、FCS等控制的自动化装备，大大提高了生产过程控制水平和产品质量。
为了将生产过程控制层与管理层之间的信息能完整的传递、资源整合与共享，在经营管理层和过程控制层之间，建立能够进行双向信息流交互、对生产过程进行直接管理的信息系统，进一步提高生产与管理水平，这就是“管控一体化”的理念。
管控一体化系统实现了以下目标：
1、企业的上层管理者能够及时、直观地了解生产现场的运行情况；
2、彻底实现控制系统与管理系统的数据共享；
3、改变多个控制系统各自独立、无法进行综合分析、无法进行统一规划和利用全局资源的局面；
4、对控制系统的数据进行更深层次的数据挖掘，实现数据本身的价值，减少信息的浪费。

四、XX生产管控一体化系统设想
根据管控一体化系统的理念，结合XX生产线的特点，考虑到自动化控制系统改造的分步实施、易于扩展、每条生产线相对独立的特点，系统配置如下图：
系统配置图
1、监控系统的可靠性
监控系统的可靠性牵涉到生产的稳定，一套控制系统在保证系统高度可靠的同时，设计中还应该考虑系统中某一环节出现故障时，不会影响到整个系统的安全，将损失控制在最低的限度。
为提高系统的可靠性，配置的系统达到以下的要求：如果某一个就地监控站发生故障，只影响到对应的生产线；如果监控网络或监控服务器发生故障，只影响到中央操作室的操作与显示。
系统构建实现了操作集中、分散控制、危险分散的目的。
2、就地监控站
XX生产线设备最近位置，设置1套PLC控制系统构建的就地监控站，配置带主处理器的PLC和12英寸彩色触摸屏1台，替代目前的控制机柜，实现以下功能：
（1） 对X气总管压力、每条生产线的进料/电流/X气流量/反吹进行自动控制；
（2） 实现温度、流量、压力等参数的显示、报警、历史数据趋势与报表显示；
（3） 由PLC触摸屏实现目前控制机柜上的操作按钮与开关功能，便于操作记录与跟踪管理；
（4） 与主操作室的计算机通讯，向管理层发送所有的过程数据，并接受上位计算机的监控。
3、中央操作室
在中央操作室实现对所有XX生产线集中操作，配置监控服务器1台、操作站2台、大屏幕显示系统1套。
下面的图片是某一中型控制系统中央操作室的布置情况。

（1）    监控服务器
监控服务器用于采集各就地控制站的数据，实现数据处理、存储、报表处理等功能，并利用OPC功能将监控数据上传到公司管理层的信息服务器里。
监控服务器也用于系统的维护与管理，具备操作站的一切功能。
监控服务器安装了WEB版组态软件，用来构建图形化操作画面，提供可靠的数据归档。可以配置包括各种满足工业要求的功能，如事件信号、测量值的归档、所有组态数据和过程量的登录，还可设置多级用户权限等。
用组态软件平台上开发出的人机操作界面，图形形象逼真，操作界面友善，故障诊断可靠，具有如下特点：
开放特性：兼容各种通用设备，易于编程组态和建立数据库，丰富的图库，并能接受多种通用式样的图形和文件。
图形功能：工艺图、工艺区域图、工艺控制图、单元控制图。
控制功能：在控制图形上通过鼠标和键盘对工艺参数进行修改，对工艺过程和控制设备进行控制和调节。
报警功能：在设备及工艺过程中发生故障时发出警报，显示故障点和故障状态，按照报警等级作出相关反应，记录故障的信息。
安全操作：设立不同的安全操作等级，针对不同的操作者设置相应的加密等级，记录操作员及其操作信息。
动态显示：对全部工艺过程、工艺参数、设备状态等通过颜色变化、百分比、色标填充等手段进行显示。
数据管理：记录并显示工艺参数的变化曲线或趋势图，利用历史数据和实时数据建立各种必须的数据库，进行数据传送和报表打印（日报、月报、年报）。
（2）    操作站
操作站作为控制室人员的操作监控界面，具备对所有的生产线进行操作与监控功能、具备现场监控站触媒屏所有的操作功能。
由于组态软件采用WEB版技术，理论上说，可以配置多台操作站，根据控制级别对生产线进行监控。
（3）    大屏幕系统
目前大屏幕显示系统的技术已经相对成熟、普遍、经济、可靠。大屏幕显示有利于领导现场指挥与决策，有利于提高公司的形象。
4、公司管理层
如果必要，可以在公司管理层配置1台操作站，在办公室里观察到所有的监控信息，操作站设置成观察状态，即只允许看，不允许操作。
要实现过程信息的公司层网络分享，配置1台信息管理系统（MIS系统）服务器，与中央控制室内的监控服务器接口，在公司网络上的所有管理层电脑，都可以观察到生产信息。
通过软件编制与必要的设置，公司管理人员可以通过internet互联网，观察相关的生产信息。
五、管控一体化系统的实施步骤
根据目前XX的生产线实际监控状况，提出了管控一体化系统的实施步骤：制定目标、总体规划、局部试点、分步实施。
1、    制定目标
对XX生产线监控，最终目标是优化控制、集中操作、实现管控一体化，使XX的生产线在国内处于技术先进、管理一流、产量最高、质量最佳的领先地位。
2、    总体规划
    实现XX生产线的管控一体化，要从xx公司层面上总体策划，按照集团公司的定位与管理要求，对系统进行定位。
3、    局部试点
构建XX生产线的管控一体化系统，最关键、最基本的要求是将目前的过程控制信号接入自动控制系统中。
设想在现在的1条生产线的现场控制室内配置1台带触摸屏的PLC系统，逐路接入生产线上的关键信号，先进行数据采集与常规分析，然后进行自动控制试验、监控软件试验，积累改造与控制的经验。
4、    分步实施
在局部试点得到成功的基础上，开展下列工作：
（1）    编写控制系统的设计任务书；
（2）    将设计任务书发给3家有实力的、采用不同型号PLC的系统集成商，进行系统的初步设计；
（3）    分别与3家PLC控制系统进行技术交流、现场踏勘；
（4）    编制PLC控制系统招标文件；
（5）    进行PLC控制系统招标，确定中标单位；
（6）    PLC控制系统集成商进行系统组态现场安装调试；
（7）    将1条生产线接入PLC控制系统中，系统试运行；
（8）    扩展系统，接入所有的生产线；
（9）    建立MIS系统；
（10）    实现管控一体化。

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