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浙江省长袁家军:以产业数字化引领浙江制造业高质量发展
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“PLM系统覆盖了所有产品数据的产生和使用的过程与部门,更好地支持面向质量与制造的设计,它替换了多个不同业务系统,实现了更有效和准确的业务流程与产品数据管理,并且能够支持公司内多部门并行工作,实现全球各站点数据同步与共享。”作为用户,倪嘉文这样评价西门子PLM带来的业务价值。 迈开数字化改造的步伐 “客户从前在乎的是采购成本,现在更在乎的是运营成本。”西门子()有限公司执行副总裁、过程工业与驱动集团总经理林斌以宁波中华纸业有限公司为例介绍说,这家亚洲浆纸业有限公司(APP)子公司购买应用西门子全集成驱动系统后,因为停机少而提高了可靠性,其节约的能量损失累积甚至可能超过原始的投资成本。 在全集成自动化领域,中信戴卡宁波轮毂制造有限公司通过利用西门子提供的统一工程软件平台TIA 博途,实现了工程组态和柔性生产。 而亚洲的亚麻纱生产商、民营企业浙江金达控股,通过与西门子签订战略合作伙伴协议,即将在其亚麻制造厂内实施一套制造执行系统(MES)。“虽然还不能说是一个360度的数字化工厂,但这是一种尝试。”王海滨表示。 开启数字制造时代,在王海滨看来企业需要在硬件和软件上都有所准备。“基础自动化条件应该要具备。如果车间里机械设备都还没有实现自动化,设备和设备之间也没有用自动化连接起来,也不存在覆盖全厂的通讯网络,那么自动化改造很难实现。” 软件方面,王海滨主要指经营者是否坚定相信数字化改造终能够提升效率、改善灵活性、加快创新周期,终增强竞争力。 在我国,“制造企业以各种不同的发展状态存在着,有些制造企业处在数字化较初级的阶段,有些企业则已经在"数字制造"的历程上走到了非常前沿的位置。”林斌认为。 在通往数字化的道路上 西门子工业自动化产品成都生产研发基地(以下简称成都工厂)则是西门子数字化工厂的样板。在成都工厂,全厂内部实现了从管理、产品研发、生产到物流配送全过程的数字化,并且能通过信息技术与德国生产基地和美国的研发中心进行数据互联。 无论是的“十二五”规划,还是德国提出的“工业4.0”战略,都强调了“工业化”和“信息化”融合的重要性。而整个生产流程的数字化无疑是实现两化融合的必经之路。 正如倪嘉文所说:“有了数字化工程,我们才有了科学的气囊张力、缝距,才得以知道,在碰撞过程中座椅的哪些部位更受力。产品的所有数据都将成为召回依据。” 事实上,数字制造在汽车、、造船、家电制造等领域已经不是“未来”。我国的、海信等企业都正通过数字化软件提高产品研发效率。 在过程工业中,关于提高油气质量、改善水处理过程以及页岩气开发,林斌认为数字化工程都将大有所为。 而对于与民众生活更加息息相关的食品安全问题,王海滨认为:“从技术的角度,可以通过MES这样的数字化平台来实现各生产环节的监控、可视。目前我们已经与奶企开展了合作。” 然而,有对工业4.0持怀疑态度的人士声称,无人化生产将令厂房空无一人。但在西门子股份公司董事会成员、首席技术官鲁思沃教授看来,实际情况恰恰相反:“在制造业的创新领域,例如产品设计和生产规划阶段,人的聪明才智仍是不可或缺的。同样,在操作层面,人类还将继续发挥核心作用。他们将不再从事体力劳动,而主要从事创新设计、控制和检测等工作。” 倪嘉文同样也表示,在对精密程度要求很高的工艺中,人是不可替代的。
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本文介绍了西门子全集成自动化解决方案在汕头远东轻化装备有限公司复合涂布机组的应用。控制系统由西门子SIMATIC S7-1200控制器、KTP1000人机界面及G120变频器构成,充分体现了成本低、性能稳定、操作简便的优势,并充分满足了复合涂布机高精度快速控制的要求。前言近年来我国的轻工业在政策的有力扶持下高速发展,规模不断扩大,已经建立起了比较完整的工业体系,迈入世界轻工业生产大国行列。在全国各地纷纷建立了轻工商品的制造中心和采购中心,并已成为重要的贸易集散地和供应地。 但是对于我国的轻工装备而言,技术整体水平不高,能源、资源消耗过多等问题也日益凸显。问题主要在于轻工业是以中小企业和传统产业为主体的制造业群体,就轻工行业的整体情况看,企业发展水平参差不齐,企业自动化、信息化发展也不够平衡,迫切需要用先进的自动化技术与信息技术改造和提升传统设备水平。汕头远东公司简介 轻工装备制造业是汕头市的传统产业和出口重点行业之一。改革开放以来,汕头市较早吸收、引进了先进设备和技术,并在其基础上进行创新,使轻工装备制造业发展到了相当规模,形成了以包装印刷、塑料机械和专用设备制造为主导、多业并举的发展格局。据汕头市远东轻化装备有限公司董事长、总经理熊鸿先生介绍,远东公司是粤东地区较具规模的专业研发设计、制造大型成套塑料、包装机械设备的企业。公司始建于1985年,经过二十多年的努力拼搏和不断发展,现已建成一座占地10万平方米、固定资产两亿元、集科研、生产一体化的园林式高新技术产业基地--远东工业园,并拥有一支由近百位科研人员和三百多位技术工人组成的员工队伍。公司是、省高新技术企业、省装备制造业典型企业、市装备制造业重点企业,通过ISO9001质量标准认证。重点产品除复合涂布机组外还包括塑料挤出淋膜复合机组、三层共挤双向拉伸(BOPP、BOPET)薄膜生产线成套设备、塑料扁丝拉丝机组等。复合涂布机组工艺及对控制系统的需求 目前我国正在大力发展低碳经济,对香烟、食品、酒类等包装材料提出了“绿色包装”的要求并已形成不可阻挡的发展趋势。包装材料市场正处于平稳过渡阶段,镀铝卡纸与铝箔复合卡、PET覆膜卡同时并存。FTB系列多功能复合涂布机组正是以其独特的兼容性--多功能赢得广大用户的青睐。该机组既可以生产高品质的镀铝转移卡、纸,也能生产市场上尚存的铝箔复合卡、PET高-光复膜卡,还能对镀铝纸的底层、面层直接涂布。目前,对镀铝转移卡、纸的生产,国内流行两种不同的工艺:前上色工艺和后上色2艺,该机组都适用。运用前上色法生产,曾采用膜面向下、纸面向上的工艺路线,在烘干100g/m2以下的薄纸时,会因受热过高、过快而发生鱼鳞状凹凸变形,但采用FTB系列多功能复合涂布机组的工艺路线可以避免该缺陷的发生。 复合涂布机组由基材放送机架、背涂涂布头、冷却牵引部、上胶湿式复合部、辅放送机、涂布头机构、组合式烘道、第二冷却牵引部、纸卷取机等部分构成,需要由控制系统完成对整机放卷、除湿、上胶、复合、上色、干燥、回湿定型、冷却、收卷等的速度和多段张力实现动态同步自动控制及在线检测。(FTB系列多功能复合涂布机组工艺流程图)针对复合涂布机组控制系统的工艺流程及设备特点,远东公司电气部经理陈伟龙先生指出,包括PLC、变频器、人机界面等产品在内的自动控制系统必须满足以下要求:系统运行稳定、可靠性高;复合涂布机组对于连续生产有较高要求,一旦因故障停机将导致巨额损失,因此必须选用符合标准的控制系统。保证整机控制精度;复合涂布机组的张力控制精度、烘道控温精度、涂布精度和收卷精度等是衡量整机性能的关键指标,对相应的控制产品提出了很高的要求。满足高速生产需求。为提升包装材料的生产效率,世界上先进的复合涂布机组的生产速度不断提高,能否实现高速生产将是对控制系统的考验。
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PROFIBUS-PA将自动化系统和过程控制系统与压力.湿度和液位变送器等现场设备连接起来,PROFIBUS-PA可用来替代4-20mA的模拟技术。PROFIBUS-PA具有如下特性:(1)适合过程自动化应用的行规使不同厂家生产的现场设备具有互换性。(2)增加和去除总线站点,即使在本征安全地区也不会影响到其它站。(3)在过程自动化的PROFIBUS-PA段与制造业自动化的PROFIBUS-DP总线段之间通过藕合器连接,并使可实现两段间的透明通信。(4)使用与IEC1158-2技术相同的双绞线完成远程供电和数据传送。(5)在潜在的危险区可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。在确定使用PROFIBUS现场总线控制系统后,华能南京金陵电厂与多家自动化系统厂商进行了深入技术交流,并与设计院确定重点品牌范围,积极联系各总线设备厂商提供设备样品送自动化系统厂商进行联网测试,西安热工院作为技术支持方出具测试报告,终设备仅在通过测试的产品中选择。经过严格测试与综合论证,华能南京金陵电厂选用了基于PROFIBUS的西门子基于现场总线技术的DCS现场总线控制系统。具体实施主控系统 本台机组主控系统共有26+2对(公用系统)控制器,设计了现场总线通讯柜35只、51个冗余PROFIBUS-DP网段、11个非冗余PROFIBUS-DP网段、124个PROFIBUS-PA网段,其中PROFIBUS-DP连接358个现场总线设备(包括电动执行机构、马达控制器、分析仪表、变频器等)、PROFIBUS-PA连接628个现场总线设备(包括压力变送器、温度变送器、流量计、定位器及液位计等),涵盖了25个工艺系统,采用了13种类型的现场总线设备,基本包括了主机过程控制系统中的所有典型设备。鉴于炉膛安全监控系统(FSSS)、汽机数字电液控制系统(DEH)、汽机本体紧急跳闸系统(ETS)、给水泵汽机电液调节系统(MEH)和给水泵汽机紧急跳闸系统(METS)对机组安全运行至关重要,回路处理速度要求高,因此对上述系统还是采用常规控制方式,不纳入FCS系统。辅控系统 补给水、凝结水精处理、净水、废水、脱硫系统均采用现场总线控制系统。辅控范围内总线设备数量达665 个。(DCS系统整体结构图) 以DCS控制器AP102为例,现场总线由控制柜的双PROFIBUS-DP主站引出,通过光电转换模块(OLM)经光纤延伸到现场,连接1个PROFIBUS-DP冗余网段、1个PROFIBUS-DP网段和2个PA网段,PROFIBUS-DP网段分2组,均用PROFIBUS-DP/DP链接器把单接口就地PROFIBUS-DP设备接入冗余PROFIBUS-DP总线,第1组用来连接系统内的电动执行机构,采用菊花链型连接方式;第2组通过Y-LINK连接马达控制器(单口),在每段PROFIBUS-DP总线的末端单独增加1个有源终端电阻,使传输线路阻抗匹配,保证通信的可靠性。PROFIBUS-PA网段由PROFIBUS-DP/PA链接器从冗余PROFIBUS-DP总线上接出,连接测量变送器信号。(DCS控制器AP102系统结构图)西门子基于现场总线技术的DCS控制系统特点 (1)新型体系结构传统的DCS分层结构将电厂划分为现场级、过程控制级、机组控制级以及电厂级,这种结构已经不适应现代电厂生产流程的功能需求。基于现场总线技术的DCS控制系统把DCS简化为现场级和IT级两层,即在现场级采用现场总线技术进行数据采集与传递,所有的设备控制策略在控制器中集中处理。 (2)基于组件的设计理念基于现场总线技术的DCS控制系统为世界上套真正的基于组件的控制系统,采用XML和Java技术,可执行任何操作系统下需要处理的应用程序。统一的系统结构体系提供了一个面向所有任务的单一用户接口,取消了传统控制系统所需的子系统及其之间的复杂接口。 (3)方便使用与安全可靠 对于正在运行中的电厂,从工程设计到变更的检查、测试到记录都无需切换控制处理器即可方便的执行。由于采用了经由放火墙的OPC,可有效防范局域网或企业网对DCS的未授权访问,保证电厂安全可靠运行。系统运行状况据华能南京金陵电厂信息中心主任管春雨介绍,本控制系统从2009年8月进入紧张的安装调试阶段,到12月16日机组启动,当晚21点28分机组升至满负荷开始计时,正式进入168小时试运。在整个试运行过程中自动投入率,保护投入率均达到100%,汽水品质合格,主要经济、技术指标优良。各系统在机组满负荷试行的考验中均完善、安全、可靠,性能指标达到规范要求的优良标准,汽轮机振动值仅为45um,达到同类型机组的国内水平。基于现场总线技术的DCS控制系统保证了机组的正常运行。 在控制系统运行过程中,也遇到过大大小小的问题,其间客户端曾先后两次发生过陆续黑屏的现象,西门子公司售后服务工程师在时间到现场与电厂工程师一起进行了故障分析与排除,恢复系统运行,并采取了相应的预防措施,确保机组处于运行状态。展望未来 历经了几个月以来的辛勤工作,管主任对西门子基于现场总线技术的DCS控制系统的性能及西门子公司强大的技术支持能力逐渐建立了信任。“我祝愿西门子这套系统可以越做越好,”管主任诚恳地表示,“希望系统不仅保证我厂机组正常运行,带来实实在在的效益,同时作为示范工程,也为众多的兄弟电力企业即将建设的项目提供参考价值。”
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一帧为10位,1位起始位、8位数据位(先低后高)、1位停止位。波特率由T1或T2的溢出率确定。在发送或接收到一帧数据后,硬件置TI=1或RI=1,向CPU申请中断;但必须用软件清除中断标志,否则,下一帧数据无法发送或接收。发送:CPU执行一条写SBUF指令,启动了串行口发送,同时将1写入输出移位寄存器的第9位。发送起始位后,在每个移位脉冲的作用下,输出移位寄存器右移一位,左边移入0,在数据位移到输出位时,原写入的第9位1的左边全是0,检测电路检测到这一条件后,使控制电路作后一次移位,/SEND和DATA无效,发送停止位,一帧结束,置TI=1。
江苏泰州:以应用为切入点汇聚5G产业核心生态
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