（通信与信息系统专业论文）漆包线生产设备远程监控与管理系统的设计.pdf

摘要 摘要 经过多年研究，漆包线生产过程中的原料、工艺与控制等方面都已有了很大的 提升，但其生产管理维护方面却一直没有引起高度关注。伴随着漆包线生产各方面 的提升与产量需求的增大，落后的管理维护方式越发阻碍漆包线行业的发展。因此， 如何去解决漆包线生产过程中存在管理维护方式落后的问题，促进漆包线生产的快 速发展，成为本课题研究的重要目标。 本课题的主要工作是对目前流行的漆包线生产管理流程、漆包线生产管理系统 的需求进行了详尽的研究，对漆包线生产管理系统的基本框架和技术路线进行了初 步的探讨。提出了通过采用a s p n e t 、a d o n e t 、r s 2 3 2 与r s 4 8 5 总线技术、以 太网技术以及数据库技术相结合的方法去实现漆包线生产设备远程监控功能，并从 系统总体框架、体系结构、数据库设计、各功能模块的设计等方面详细介绍漆包线 生产管理系统的实现流程和方法。 研究课题的特色主要在于： 1 实现了漆包线生产远程监控。采用c s 与b s 混合的软件体系可以灵活地进 行系统设计，将客户端软件设计成控制器的上位机软件，负责数据采集与上传到服 务器。用户可以通过浏览器或者客户端访问数据库的方式监控生产。 2 实现了生产数据的管理。应用s q ls e r v e r2 0 0 5 对生产数据进行管理，为漆 包线生产研究工作提供了数据支持。 3 为生产监控与数据管理提供了平台。漆包线生产管理系统可以为控制算法的 研究、功能的扩展与性能的优化提供了一个生产监控与数据管理平台，改变各个模 块独立研究缺乏关联的局面。 关键词：远程监控；c s ；b s ：n e t ；数据库：漆包线 广东工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t a f t e ry e a r so fr e s e a r c h ，i th a sg r e a ti m p r o v e m e n ti nt h ee n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o n p r o c e s s ，r a wm a t e r i a l s ，p r o c e s sa n dc o n t r 0 1 b u ti t sp r o d u c t i o nm a n a g e m e n ta n d m a i n t e n a n c eh a sn o tc a u s e dg r e a tc o n c e r n w i t he n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o ne n h a n c e m e n t a n dp r o d u c t i o nn e e di n c r e a s i n g ，b a c k w a r dm a n a g e m e n ta n dm a i n t e n a n c eh a v eh i n d e r e d t h ed e v e l o p m e n to ft h ee n a m e l e dw i r ei n d u s t r y t h e r e f o r e ，h o wt os o l v et h eb a c k w a r d m a n a g e m e n ta n dm a i n t e n a n c e ，a n d t op r o m o t et h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ep r o d u c t i o no f e n a m e l e dw i r eh a v eb e c o m ea l l i m p o r t a n tg o a lo ft h i sr e s e a r c hi ne n a m e l e dw i r e p r o d u c t i o np r o c e s s t h i s s u b j e c th a s f i n i s h e dd e t a i l e ds t u d yo nc u r r e n t l y p o p u l a re n a m e l e dw i r e p r o d u c t i o na n dm a n a g e m e n tp r o c e s s e s ，e n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m n e e d s ，a n dh a sm a d eap r e l i m i n a r ys t u d yo nt h eb a s i cf r a m e w o r ko ft h ee n a m e l e dw i r e p r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma n dt e c h n o l o g yr o a d m a p t h i sp a p e ri n t r o d u c e sas c h e m e o ft h ee n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nr e m o t em o n i t o r i n ga n dc o n t r o lf u n c t i o n st h r o u g ht h e c o m b i n a t i o no fa s p n e t , a d o n e t , r s 2 3 2a n dr s 4 8 5b u st e c h n o l o g y , e t h e r n e t t e c h n o l o g ya n dd a t a b a s et e c h n o l o g y , a n dd e s c r i b e st h er e a l i z a t i o no fp r o c e s s e sa n d m e t h o d so fe n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mf r o mt h ef r a m e w o r ko ft h e o v e r a l ls y s t e ma r c h i t e c t u r e ，d a t a b a s ed e s i g n ，t h ed e s i g no fe a c hf u n c t i o n a lm o d u l ed e t a i l s e n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mt ob u i l dt h ep r o c e s s e sa n dm e t h o d s t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h er e s e a r c ht o p i cl i ei n 1 ) t or e a l i z er e m o t em o n i t o r i n go fe n a m e l e dp r o d u c t i o n t h ec sa n db ss o f t w a r e a r c h i t e c t u r ei sf l e x i b i l i t ya b l et om a k es y s t e md e s i g n ，m a k i n gt h ec l i e n ts o f t w a r et ob e t h ec o n t r o l l e ro ft h eh o s tc o m p u t e rs o f t w a r ef o rd a t aa c q u i s i t i o na n du p l o a d e dt ot h e s e r v e r u s e r sc a l lm o n i t o rt h ep r o d u c t i o nt h r o u g ht h eb r o w s e ro rc l i e n tt oa c c e s st h e d a t a b a s e 2 ) t om a n a g et op r o d u c t i o nd a t a t h e u s eo fd a t a b a s et e c h n o l o g y ,c a nm a k e p r o d u c t i o nd a t ab ea c c u r a t ea n dd e t a i l e db a c k u p ，o f f e r i n gt h ed a t as u p p o r tf o re n a m e l e d r e l e v a n ta s p e c t so ft h es t u d y a b s t r a c t 3 ) t op r o v i d e sap l a t f o r mf o rt h ep r o d u c t i o nm o n i t o r i n ga n dd a t am a n a g e m e n t e n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mc a na c ta sac o n t r o la l g o r i t h mt op r o v i d e p r o d u c t i o nm o n i t o r i n ga n dd a t am a n a g e m e n tp l a t f o r mf o re x t e n d e dt h ec a p a b i l i t i e sa n d o p t i m i z a t i o np e r f o r m a n c e ，a n dt oc h a n g et h ei n d e p e n d e n ts t u d ys i t u a t i o no fv a r i o u s m o d u l e sl a c ko fc o r r e l a t i o n k e y w o r d s ：r e m o t ec o n t r o l ；c s ；b s ；n e t ；d a t a b a s e ；e n a m e l e dw i r e 一一兰呈呈坠二。一 c o n t e n t s a b s t r a c t 。一i i c o n t e n t s 。”v i i c h a p t e r1 p r e f a c e 1 1 1b a c k g r o u n do ft h e r er e s e r c h 1 1 1 1e n a m e l e dw i r ei n d u s t r yb a c k g r o u n d 1 1 1 2e n m n e l e dw i r ep r o d u c t i o ns t a t u s 2 1 2s i g n i f i c a n c eo ft h t o p i c 4 1 3m a i nc o n t e n ta n di t sa r r a n g e m e n t 5 1 4s u m m a r y o c h a p t e r2t h er e q u i r e m e n ta n a l y s i s 7 2 1s y s t e mo v e r v i e w ”7 2 1 1t e c h n o l o g i c a lf l o w ”7 2 1 2p r o d u c t i o nf l o w 8 2 1 3t h ed e f i c i e n c i e s 9 2 2o v e r a i ld e s i g nt h o u g h t 1 0 2 3t h el ? e q u i r e m e n ta n a l y s i s 。10 2 3 1f u n c t i o nr e q u i r e ! m e n ta n a l y s i s 1 0 2 3 2p e r f o r m a n c er e q u i r e m e n ta n a l y s i s 1 2 2 4d e s i g nt a r g e t 1 5 2 5s u m m a r ) r l 4 c h a p t e r 3f r a m e w o r k d e s i g n 1 5 3 1s t r u c t u r e 行锄e w o r k 1 5 3 2d e s i g no fd e v i c el a y e ra n dc o n t r o ll a y e r 16 3 3d e s i g no fs o f t w a r es y s t e ms t r u c t u r eo fi n f o r m a t i o nl a y e r 1 6 3 3 1c ss t r u c t u r e l 7 3 3 2b ss t r u c t u r e 1 9 3 3 3s o f t w a r es y s t e ms t r u c t u r eo fi n f o r m a t i o nl a y e r 2 1 3 4s u m m a r y obi doq 0 oooooi o0ie mia00000000i0 o00oi00 0di2 3 c h a p t e r4d e s i g no f d a t a b a s e 。”2 4 4 1s q ls e r v e r 2 4 4 2s t r u c t u r ed e s i g n 2 5 v 4 2 1c o n c e p ts t r u c t u r ed e s i g n z 3 4 2 2l o g i cs t r u c t u r ed e s i g n 2 8 4 3t h ei m p l e m e n t a t i o no f t h ed a t a b a s e 3 5 4 4s u m m 奶，3 5 c h a p t e r5d e s i g no fp r o d u c t i o ns y s t e m 3 6 5 1t e c h n o l o g yo v e r v i e w 一j o 5 1 1 n e t 3 6 5 1 2c 撑3 8 5 1 3a d o n e t 3 8 5 2d e s i g no fe n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n tp l a t f o r m 4 0 5 2 1i m p l e m e n t a t i o no f t h ec o n t r o l 4 1 5 2 2i m p l e m e n t m i o no f t h ei n f o r m a t i o nl a y e r 4 2 5 3s 1 ：l 】 】! l 】c n i j r y 。4 4 c h a p t e r6i n f o r m a t i o nl a y e ra n d c o n t r o ll a y e ro ft h ei n t e r f a c e 4 5 6 1s t n i c t u r ed e s i g n 4 5 6 1 1t h ei n t e r f a c eo fc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k 4 5 6 1 2m o d b u s t c p ”4 7 6 1 3c o n c e p ts t r u c t u r e 一4 9 6 2i m p l e m e n t a t i o no ft h ei n t e r f a c e 5 0 6 2 1c o m m 吼i c a t i o ns t a n d a r d 5 0 6 2 2i m p l e m e n t a t i o no ft h es o f t w a r e 5 l 6 3s m n m 扣5 2 s u m m a r i z a t i o na n dp r o s p e c t 。一一5 3 1 s u n a r i z a t i o n 5 3 2 p r o s p e c t 5 4 r e f e r e n c e p u biic a tio n d e c l a r a t i o n 川川 5 5 5 8 5 9 a c k n o i e g e m e n t 。”一”6 0 v i i ! 第一章绪论 1 1 课题研究背景 1 1 1 漆包线的行业背景 第一章绪论帚一早珀下匕 漆包线是在加工好的铜线( 或铝线) 外面均匀包裹上一层绝缘的聚酯漆，并使之 经过加热的炉膛烘烤、蒸发和固化后形成绝缘的漆包线产品。其广泛运用于发电机、 电机、电子电器以及各种电气系统，无论是工业或日常生活都离不开它。 著名物理学家法拉第创立了电磁感应学说以后，电气和电机等行业才得以产 生。漆包线的出现大大降低了线圈的大小，推动了相关行业的进步。1 9 2 9 年，乔治 雅各( g e o r g ej a c o b s ) 在美国印第安那州福特温市成立印加制造公司，1 9 3 1 年被菲 尔普斯道奇( p h e l p sd o d g e ) 公司收购，当今世界一半以上的电磁线产品是菲尔普 斯道奇( p h e l p sd o d g e ) 公司的科学家发明的【。第二次工业革命期间崛起b i c c 公司发明了催化燃烧技术和模具涂漆技术，一度引发漆包线的重大变革，其后将技 术转让给美国埃塞克斯( e s s e x ) 公司。直到2 0 世纪4 0 年代，我国的上海电磁线 厂才开始第一次生产漆包线。如今漆包线行业经过6 0 多年的发展，尤其是近2 0 年 的快速发展，中国已经是世界最大的漆包线生产制造国【2 】。 我国漆包线行业前景十分广阔，主要原因在于： 1 ) 国家经济的发展与世界经济的一体化。 2 0 0 1 年中国正式加入世贸组织以后，我国电工漆包线行业在参与全球经济一体 化的过程中遇到了良好的发展机遇【3 l 。尤其近年来我国经济处于高速发展时期，电 力工业实现了持续快速增长，家用电器行业的迅速发展，汽车工业的爆发性增长， 都给漆包线的应用带来了广阔的领域，促进了漆包线行业的发展。 2 ) 漆包线生产国的迁移。 由于能源与环境等问题，漆包线生产强国如意大利、德国、美国和日本等，逐 步放弃了漆包线生产业务，并将产业向发展中国家转移。由于市场需求不断拉动投 资与生产，我国漆包线生产厂家日益增多，遍地开花。 广东工业大学硕士学位论文 3 ) 漆包线行业带来收益。 漆包线行业作为一传统行业，其产值、利税和提供的大量就业岗位对经济发展 仍有较大支持作用，部分地区政府可以提供政策引导和配套资金的支持，通过加强 对企业的科技创新性和技术革新性的投入力度，实现产业升级和发展壮大，从而推 动当地经济发展。 随着中国经济的崛起，中国经济融入全球经济，世界工业制造业加快向中国转 移，使中国成为世界制造基地，带动中国漆包线行业高速发展，在规模上一跃成为 世界生产第一大国。这就从宏观层面上形成了孕育漆包线行业世界巨头企业将在中 国产生的条件和环境。 1 1 2 漆包线生产现状的研究 目前国际上漆包机的发展主要分为两个方向【4 】： 1 ) 低速多头漆包机。这种类型漆包机的特点是虽然单头的生产速度提升较慢， 但是由于其头数较多，生产的总速度颇为可观。这类型漆包机生产商的代表是亚洲 久原公司。 2 ) 高速连拉漆包机。这种类型的漆包机特点是不断提高单头生产速度，但是 其头数却在减少，生产速度虽然有提升，但是生产的总速度不及低速多头漆包机。 这类型漆包机生产商的代表是西欧m a g 公司和s i c m e 公司。 西方国家已经逐步放缓了对漆包线生产的研究，并将漆包线生产制造业从国内 移走。在这次漆包线行业生产转移对于发展中国家是一个难得的机遇，中国在这场 机遇中通过不懈努力获得了先机，成为了漆包线制造大国。但随着我国科技与经济 建设的迅速发展，传统的漆包线的生产与经营方式不再能满足日益进步的漆包线生 产技术需求与日益增大的对产量与质量的要求。为响应国家“节能减排”号召与提 高行业内竞争力，漆包线生产设备商纷纷开展了生产改进方案的研究： 江苏省无锡梅达电工有限公司【5 】曾提出漆包机专业厂必须致力于开发新一代高 速漆包机，其目的是：一是缩短与国外漆包机的差距，二是满足国内外漆包线行业 的需求，为行业做出自己应有的贡献。该公司的部分产品实现了工控机电气控制系 统，具有报警、自诊断功能智能控制功能、配方管理系统、柔性控制、远程控制、 e r p 数据记录功能。其上位机采用西门子工控p c ，可同时使用键盘和鼠标输入， 2 第一章绪论 并在显示器显示系统运行状态。烘炉控制通过利用p l c 与西门子专用温度控制软 件，将固化区温度与排废风机联动控制。上位机与下位机的数据传输是用过 p r o f i b u s 来实现。上位机温度控制画面能实时地显示温控加热的百分比，直观地 表达了系统的控制效果，指示工艺操作员调节优化的方向。 广东省东莞太阳线缆设备有限公司近年也对新型漆包机进行了研制，采用以工 控机为控制核心的漆包机控制系统对漆包线生产进行监控。该系统是将仪表采集的 模拟信号通过数模转换后通过r s 4 8 5 、r s 4 2 2 、r s 2 3 2 总线传输到工控机，再由工 控机对数据进行处理。系统实现了烘炉温度与风机速度的采集与监控，并实现两者 联动控制。系统的控制是通过工控机上的键盘实现数据输入，漆包机生产的电量与 产量等实时曲线能通过显示器显示出来。虽然工控机可靠性较商用计算机有很大提 高，处理器性能强，储存空间大，但由于漆包线生产环境比较恶劣，温度较高、电 磁干扰比较严重，加上其生产机制为不间断的工作机制，在这种生产条件下这种生 产方式就显得稳定性不足。 其中也有一部分研究是高校与企业联合开展的，例如，中南工学院【6 】曾提出采 用s t d 总线和工业控制计算机，配接c r t 显示器和一个标准键盘构成控制系统的 输入输出装置，实现了对漆包机生产过程中的控制。其控制系统包括有4 个加热区 和上退火区和下退火区的6 个温度回路的温度控制系统，也设计了专用汉字字库， 人机对话采用多级下拉汉字菜单，可以进行工艺参数的设定、查询和修改及实时显 示生产过程中的各个工艺参数值，进行参数越限报警和系统故障提示与报警，并根 据测速发电机信号在线计算两台车头电动机线速度和热风流量。 广东工业大学【7 l 曾提出一种基于单板机控制的漆包机电气控制方案。系统实现 了将温度与电机转速两个参数有机结合、联动控制功能，还增设了报警等功能，提 高漆包机设备的的自动控制水平，降低了产品对工人操作水平的依赖性，使得产品 差异性减小。烘炉的恒温控制中加入p i d 算法，有效消除了温度控制中存在的动态 误差，并合理利用加热管和热循环风两个热源实现烘炉热量的相互补偿，这两项措 施在生产效率不变的条件下降低了用电量，节约了开发成本。 除上述研究以外，深圳市金证科技股份有限公司曾研究使用工业控制计算机对 漆包机的烘炉部分进行控制，无锡同创机械科技有限公司曾研究热风循环技术，天 津大学曾研究漆包机生产中应用的催化剂，江苏省的常熟理工学院曾研究高耐热的 聚氨酯漆包线漆等【8 l l l 。 广东工业大学硕士学位论文 1 2 课题研究的意义 经过多年研究，尽管漆包线生产效率改进方面有很大的进步，特别是生产材料、 工艺与控制策略方面已经取得了很大的提高，但是在漆包机的生产维护管理方面却 一直没引起高度关注，对漆包线生产的研究逐步走向“重过程，轻管理 。 “重过程”表现为：研究方向着眼于生产过程中的部分，并且通过改善部分性 能来提高整体生产。无论是对催化剂、绝缘漆等生产材料类的研究，或是对热风循 环技术等工艺方面的研究，或是将单板机、工业控制计算机等应用在烘炉控制上的 研究都立足与漆包线生产过程的某一部分，并通过那一部分的性能提升使得漆包线 生产水平的提高。 “轻管理”表现为： 1 ) 目前国内的漆包线生产系统虽然在生产工艺上取得了很大的进步，但是在于 生产数据统计方面却还是相当落后。国内的漆包线生产设备供应商的产品大部分未 采用自动化控制，所以只能采取人工手动的方式处理生产数据，统计起来费时费力 而且差错率也高：部分产品即使采用自动化控制，利用工控机或以其他方式统计生 产数据，但也只能统计一辆漆包机的生产数据，形成“数据孤岛”。 2 ) 漆包线生产设备销售出去以后，如果客户使用遇到了问题，设备供应商只能 通过电话了解其使用状况，无法直接获得生产信息，增加业务维护难度。 3 ) 对于没有实现自动化控制的漆包线生产设备，则只能通过人工操作仪表及设 备进行生产：而对于实现自动化控制的漆包线生产设备，也只是实现“一对一 的 控制方式，这两种控制方式都没有实现网络化，远程化控制。 随着科技学技术的发展与对漆包线产量需求的增大，“重过程，轻管理”的问 题渐渐暴露出来。探索漆包线的生产维护与管理方法，研究漆包线生产管理平台， 对于提高漆包线产品的质量、提高漆包线产品的品质、强化设备维护管理、提高劳 动生产的效率、减少设备维护成本、降低废品率、减少材料的消耗、降低工人劳动 的强度、规范作业流程、节约成本整理和规范管理基础数据资料、建立起适应今后 发展的设备维护管理模式等方面具有积极的作用【1 2 】。 因此无论从我国目前的国情或者是漆包线行业的现状与发展前景出发，本课题 研究在应用前景方面是具有一定的现实意义。 4 1 3 主要内容及章节安排 本论文主要以漆包线生产和管理活动以研究对象，通过分析目前流行的漆包线 生产与管理流程，结合国内外所流行的可靠安全性能比较好的技术，提出改进方案。 本课题主要内容： 1 ) 认真搜集国内外研究漆包线生产的相关资料，深入分析各种解决方案所带 来的性能提升，总结国内外相关方面研究的趋势，指出当下国内漆包线企业中所面 临的问题。针对这些问题，提出了一种漆包线生产管理系统的解决方案。 2 ) 深入研究了目前流行的漆包线生产管理流程，认真分析系统功能与性能上的 需求，制订出解决方案的设计目标。 3 ) 根据生产管理系统的需求分析，综合考虑解决方案的经济性与兼容性，设计 出系统三层架构：生产设备层、现场控制层和信息管理层。并分别阐述了生产设备 层与现场控制层的软硬件设计，信息管理层的体系结构设计。 4 ) 利用数据库技术将生产管理系统中实体抽象成数据对象，找出各数据对象之 间的关系，制定对象关系模型表，实现系统数据库的设计。 5 通过利用n e t 平台下的c 撑编程语言、a d o n e t 和a d e n e t 等技术，将信 息管理层各个功能实现。 6 ) 考虑到信息管理层与现场控制层之间网络属于异构网络，层次间数据处理与 传输方面具有差异性，在最后介绍这两层之间接口的设计。 本论文各章的结构安排如下： 第一章介绍漆包线的行业背景、研究现状，分析课题研究的意义 第二章分析漆包线生产管理系统的需求，提出总体设计目标。 第三章提出了漆包机生产系统的三层结构框架，然后根据框架分别对各个层次的架 构进行设计。 第四章分析漆包线生产系统的管理内容，设计数据库概念结构与逻辑结构。 第五章介绍系统开发所采用的技术，阐述整个生产管理系统的实现过程。 第六章设计信息管理层与现场控制层的接口的实现过程。 5 广东工业大学硕士学位论丈 1 4 本章小结 本章首先介绍了漆包线行业的背景与研究现状，分析本课题研究的意义所在， 并阐述了本论文的研究内容与章节安排。 6 第二章系统的需求分析 2 1 系统概述 第二章系统的需求分析 漆包机是电磁线行业生产漆包线的重要设备。虽然生产设备商采用了工业控制 计算机、p l c 、单板机等进行生产自动化控制，但是国内漆包机的电气控制系统绝 大部分只采用分立的仪表、变频器和调速器等，很少采用微机控制器，缺乏整机的 控制联动和生产数据管理。本文以企业所使用的漆包线生产系统为例，介绍现行流 行的漆包线的生产流程。 2 1 1 工艺流程 漆包线是由内层金属导线与外层有机绝缘膜组成。所谓漆包线的漆包工艺就是 在金属导线表面涂覆一种或多种均匀连续且具有一定厚度的有机涂层的过程。漆包 线生产过程比较复杂，在保证生产材料质量过硬的同时也需要提供一个适合的生产 环境，来保证生产。漆包机是电磁线行业生产漆包线的重要设备，其结构图如图2 1 。 _ o i j ij 、飞j 。 _ 。y川、， 。 、 i _ 7 _ j _ 水箱 删 i 王王f 嚆t _i _：- h 广东工业大学硕士学位论文 退火炉加热，从退火炉出来以后进行水冷降温，然后再利用烘干箱中将线表面水分 烘干，准备上漆。这一步骤主要是为了增强线本身的柔韧性。裸线从烘干箱出来以 后在烘炉前端的漆槽上漆后进入烘炉，将油漆里的有机溶剂烘干。其烘干的过程是 保证漆包线质量的关键，也是漆包线生产中最重要的一个环节。带油漆的线要在烘 炉提供相对稳定的高温情况下，将漆包线里面的有机溶液蒸发，通过利用催化剂加 速有机溶液的燃烧，并将燃烧所散发出的热量作为提供保持烘炉高温的热源。漆包 线从烘炉出来后在收线柜将其制成一卷卷的漆包线成品，漆包线生产流程图如图 2 2 。 图2 - 2 漆包线生产工艺流程图 f i g 2 - 2t e c h n o l o g i c a lf l o ws h e e to f e n a m e li n s u l a t e dw i r ep r o d u c t i o n 在漆包线生产过程中，漆包机的烘炉部分的温度控制是最重要的。但是除了加 热管以外，影响烘炉温度的还包括新鲜空气补充速度、废气速度等，其核心控制对 象分两大类【1 3 】：i 温度：烘炉内各个监测点的温度；i i 转速：各个影响生产速度 与烘炉温度的电机转速。 2 1 2 生产流程 漆包线生产的实施上，主要采用的是人工手动的方式，其流程如图2 3 所示。 1 ) 漆包线生产企业的生产管理部门根据订单、库存、车间规模和工作人员等综 合考虑，将生产交付于某一车间生产管理人员负责。 2 ) 车间管理人员接到计划后安排生产操作人员与漆包线生产设备。 3 ) 生产操作人员按照安排对生产设备进行操作生产。 4 ) 信息采集部门定时采集生产重量、设备状态、电能消耗等生产信息。 5 ) 信息采集部门定时将生产数据上交给车间管理人员作为生产操作人员的绩效 评价。 6 ) 车间管理人员将该车间全部信息汇总，向企业的生产管理部门汇报。 至此，企业将生产管理数据进行相关的处理，通过业务量大小来决定工人的薪 水，完成了企业从下达生产任务到获取生产信息的整个生产流程。 8 第二章系统的需求分析 镛，二鹂 图2 3 漆包线生产管理流程图 f i g 2 3e n a m e l e dw i r ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n tf l o wc h a r t 2 1 3 面临问题 漆包机的生产维护管理方面存在的问题主要在于： 1 ) 生产统计方式落后：国内的漆包线生产设备供应商的产品大部分未采用自动 化控制，只能采取人工手动的方式处理生产数据，统计起来费时费力而且差错率也 高；部分产品即使采用自动化控制，利用工控机或以其他方式统计生产数据，但也 只能统计一辆漆包机的生产数据，无法或者不便于进行数据汇总。 2 ) 控制手段有待改进：对于没有实现自动化控制的漆包线生产设备，则只能通 过人工操作仪表及设备进行生产：而对于实现自动化控制的漆包线生产设备，也只 是实现“一对一 的控制方式，这两种控制方式皆没有生产数据管理和网络化集成 化控制。 3 ) 设备生产维护比较困难：漆包线生产设备销售出去以后，如果客户使用遇到 了问题，设备供应商只能通过电话了解其使用状况，无法直接获得生产信息。若经 过沟通后问题仍未能得到解决，则需要派遣技术人员到现场处理，即消耗时间又增 加了出差的开销。 9 广东工业大学硕士学位论文 2 2 系统设计思路 科技的不断进步使得漆包线生产的各方面都有了较大的改进，因此上述问题变 得越来越不可忽视。随着信息化时代的到来，生产的信息化已是行业生存发展的必 经之路。由于漆包线行业生产规模不断扩大，因而提出以下信息化的建设方向： 1 ) 采用网络化集成化控制手段，发展智能控制方法。在科技飞速发展的时代， 各个制造行业的自动化生产已逐渐成为趋势，仅仅依靠人工操作仪表方式控制生产 的方式迟早会被淘汰。对于实现自动化控制的漆包线生产设备，“一对一 的控制 方式是信息化不完全的状态，会产生很多的“信息孤岛 【1 4 】，是资源利用不充分的 表现。 2 ) 利用数据库软件对生产数据进行集中管理。人工手动的统计方式必然会加大 劳动力的浪费，而且数据量越大，人为的误差则越多。如果采用数据管理软件进行 生产数据管理，不但可以降低人为差错产生，同时也能为漆包线的研究生产提供丰 富的数据。 3 ) 利用通信网络编程，计算机网络技术与数据库相结合的方式实现远程监控功 能。远端数据查询与控制功能的增加能够增强生产对不同环境的适应性，使得产品 更加人性化。 4 ) 建立生产数据管理平台。上述的需求是对某一项具体业务的提出或者扩展， 然而管理平台不但可以集成上述的各项功能，同时也容许增加其他的功能。 2 3 需求分析 对于漆包线供应商这类制造型企业而言，生产是企业赖以生存的关键，对设备 资产进行有效的管理和维护使设备的效能得到充分的利用，对生产数据进行有效的 统计使得生产业务规范化等，同样也是企业管理的重要内容【15 1 。 2 3 1 功能需求分析 本课题是以通过提高漆包线生产管理水平为目标，搭建生产管理系统平台，旨 在改善和提高漆包线企业生产管理水平与生产效率，使得企业管理人员能够在办公 1 0 第二章系统的需求分析 室甚至外地借助计算机与通信网络就能够监管漆包线的生产运营活动。以计算机网 络通信取代人工手动传输，并通过数据库软件代替手工记录数据，提高了部门间的 协作效率，确保了企业能够方便、及时的获取各类生产信息，知晓各项生产工作的 进展情况。 其具体要求如下：创建一个生产管理平台，为企业管理提供便捷而新颖的多功 能管理环境，解决不同工作人员处理不同事务使用不同工作环境问题；建立生产数 据采集机制，支持通过通信网络信息传输，保证可靠性的同时提升工作效率；创建 生产过程控制模块，支持在生产过程中根据生产环境来进行自我调节，减少人工手 动控制，降低人为失误率；提供生产数据处理功能，有效管理生产数据，以此提升 工作过程中的监督功能，推动部门间的高效率协作，减少不必要的交接环节，提高 工作效率。 综上所述，将企业的需求进行归纳和分析后，该漆包线生产系统主要实现如下 主要功能：用户登录管理功能、生产信息采集功能、生产控制功能、生产数据处理 功能、系统管理功能，系统的功能结构如图2 4 所示。 图2 - 4 系统的功能结构 f i g 2 - 4t h ef u n c t i o no ft h es y s t e ms t r u c t u r ec h a r t 各功能分析如下： 1 ) 用户登录管理 l l 广东工业大学硕士学位论文 系统可以创建不同级别不同权限的用户；用户输入登录号和密码登录系统；登 陆后用户可以按照自己权限对系统进行操作。 2 ) 生产信息采集 利用通信网络与采集模块对生产信息进行采集，采集的信息包括生产环境类的 信息，如生产温度、风机速度等，与产品的相关信息，如产量、生产时间等。 3 ) 生产过程控制 通过对采集回来的生产信息进行分析，系统自动将生产环境调节到最优；或者 拥有更改生产环境权限的用户调节生产环境。 4 ) 生产数据管理 将通信网络传输回来的数据按需进行转换、分析、存储。 5 ) 系统管理 在用户进入系统后的每一个操作都要进行权限判断，禁止任何的越权操作，有 效的保护系统的安全性：管理人员可以根据人员流动或其他原因，动态的对用户进 行创建或者权限更改；用户进入系统后的关键操作都要记录在操作日志上。 2 3 2 性能需求分析 本次课题的开发策略为“总体规划，分步实现 ，即先进行整体的规划，然后按 照规划下模型进行系统开发。系统的性能需求如下： 1 ) 先进与可靠 所采用的技术要有其先进性，但又必须是成熟技术，保证系统能够可靠运行。 同时又不失灵活性，能够满足漆包机生产管理、操作、监控人员的使用。除此以外， 系统也应具备具有一定的健壮性，当意外情况发生时，如停电或者用户非法操作， 也能保证系统正常运行。 2 ) 界面友好、使用方便 从实际出发，充分考虑漆包机生产状况与用户需求，务必保证系统的友好，可 操作性强，使得每个使用本系统的用户都能够尽快的适应系统操作。通过智能化的 帮助提示功能，指引用户正确的进行操作。输入画面尽可能接近实际，具有较强的 容错功能。