钢帘线水箱拉丝机智能化改造自动装卸盘

“准无人车间”在钢帘线行业拉丝车间应用的设想

作者：沙书峰

（张家港市宝力机电制造有限公司）

摘要：利用自动装卸盘收线装置匹配钢帘线水箱拉丝机的特性，提出一个在钢帘线、切割钢丝、不锈钢丝行业拉丝工序中建立“准无人车间”的设想，分析了建立“准无人车间”的可行性和效益比对。

1引言

近年来我国沿海地区已经出现了劳动力资源严重不足，劳动力资源的匮乏严重影响着劳动力密集型企业的生存和发展。随着全球经济一体化，钢帘线线行业也逐步成了微利行业，钢帘线线企业正面临着巨大的挑战，要想在这样的环境中生存求发展，就必须在降低成本和提高产品的竞争力上下功夫，许多企业不约而同地选择了扩大生产规模摊消固定开支的办法降低成本。

随着信息自动化技术的快速发展，钢帘线企业的“巨型化”，使钢帘线行业在部分工序建立准无人车间提供了必要的条件。在钢帘线的后道水箱拉丝工序中建立“准无人车间”，能够实现管理信息化，生产无人化的目标，大大降低了企业的生产成本。

2“钢帘线水箱拉丝车间准无人化”及建立条件的概述

由于使用传统水箱拉丝机换盘频繁，自动化程度低，大量增加了线头线尾及线接头的机会，造成了一线人员众多，直接影响了产品质量和成本。我们如果在拉丝工序中能充分利用母线的储存容量和收线盘的自动装卸，在足够长时间（8小时以上）不用更换线轴，通过生产中央管理系统，就能够实现“准无人车间”生产。“准无人车间”的概念是指利用信息化管理技术，选用自动化程度较高的设备，采用合理的工序安排，使设备在正常生产过程中，一个班次或数个班次尽可能少或无需人员直接参与手工操作，以减少一线生产人员为目地的生产方式，一般可称之为“无人”。

在钢帘线的水箱产拉丝工序建立“准无人车间”条件是：

1）有稳定的生产设备，并且母线的储存容量足够大及拥有自动装卸盘的小拉机。

2)设备的自诊和信息反馈功能（联网功能）。

3)原材料，拉丝模、拉丝油的配套保证拉丝的断线率极低。

4)具有单规格大批量生产订单。

目前国内情况均已满足上述条件，在漆包线的裸线生产拉丝工序建立“准无人车间”条件已完全成熟。

3准无人车间构成系统

随着计算机技术和自动化技术的发展，大量现场总线和以太网设备的应用，在许多行业都已实现了无人值守（如变电站，油田，交通等）。目前自动化技术从单机控制发展到工厂自动化FA，发展到系统自动化。我们建立“准无人拉丝车间”采用的管控一体化信息网络系统（见图1）[2]分为以下三层结构：工厂管理级、车间监控级、现场设备级，而现场总线是工厂底层设备之间的通信网络。

“准无人拉丝车间”是由自动装卸盘拉丝机、管控一体化系统两大部份组成。

大容量拉丝设备须配有统一协议的现场总线接口（如CCLINK、PROFIBUS、CANBUS等），便于现场设备级联网。拉丝机选型如下：

自动装卸轴水箱拉丝机具有2大主要功能：

自动装卸轴装置：收线轴满线时，设备自动检测并停止设备，自动卸出满线的线轴并装上空轴，空线轴到达线轴装置部位后设备自动安装、夹紧、然后将线头采用交

叉绕线方式卷在线轴上之后，生产自动从新开始。重复循环。

自动排线补偿系统：开始生产前由操作人员对排线宽度进行初步调整设定，生产过程中由设备自动对排线宽窄度进行调整，无需人工调节排线宽窄度。若工字轮有尺

寸误差时，系统会自动检测并补偿保证排线的平整度。

管控一体化系统分为3个子系统:DCS监测与控制子系统（现场子系统）、数据存储与传输子系统（中间层子系统）和远程访问子系统（客户端子系统）。

（1）DCS监测与控制子系统位于整个系统的底层,在生产现场对生产运行情况进行监视和控制。该子系统硬件组成主要包括现场设备、PLC、操作站等。现场子系统一方面负责采集各个现场控制节点的运行状况数据后传递给中间层子系统；另一方面它接收中间层子系统转发来的控制命令,对命令进行解析、验证,然后采取相应的动作。

（2）数据存储与传输子系统是一个中介系统,主要由实时数据库服务器、关系数据库服务器和网关机组成.主要负责三个任务。一方面负责将实时数据传送到实时数据库,并将它们写入实时数据库的相应数据表中,以供给远程用户进行浏览监视。另一方面,将关系数据库存放的控制参数数据表中的数据,通过DCS系统写到底层控制设备中,完成远程控制任务。第三方面，网关机是用来做隔离保证控制网络的安全运行。

（3）远程访问子系统采用负责Web发布,将系统信息转换成HTML文件形式发布到客户端。Internet上任一被授权的用户,使用普通浏览器(如IE等)向Web服务器提交监视、控制、浏览打印报表等请求,远程数据服务处理组件对请求进行处理,在经过身份验证、安全检查、数据处理及判断等服务后将结果送给Internet浏览器端的用户。

通过管控一体化系统,使值班人员能实时知道每组或每个机台的生产规格、产能、速度、故障点、故障原因等设备的运行状况，能够完成现场生产状况数据的采集、记录、显示和存储等工作，并形成数据库，系统可以自动地通过声音、信号灯、电信传呼等向有关人员发出警报，使现场值班人员能及时处理一些故障问题。企业管理人员在任何地方都能够通过网络掌握企业的实时生产情况,了解企业现场设备运行状况,从而提高了企业决策者把握全局的能力。

4结束语

采用全自动水箱拉丝机在钢帘线的行业水箱拉丝工序中建立“准无人车间”的设想是切实可行的，条件已完全成熟，特别适合当前批量性生产企业，有助于为企业降低生产成本，提高企业竞争力。