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摘要：針對制絲生產線工序流程復雜，需要監控的工藝指標多，為提高監控的全面性和準確度，減少生產中由于質量缺陷帶來的損失，采用web技術對每一道工序的工藝指標進行在線監控和超限提醒。通過Web網頁實時訪問制絲生產數據采集系統，獲得各項工序段的生產數據，監控網頁將獲得的數據生成相應的趨勢圖，同時監控工藝指標是否滿足設定值，并通過語音對監控人員進行提醒。結果表明，監控人員可以在一個Web網頁上瀏覽所有工序的實時生產狀況，當制絲生產出現異常，聽到語音提示后能迅速確定異常工序段，及時避免質量缺陷帶來的損失。該系統應用于長城雪茄煙廠的制絲生產線中，有效減少了生產中的斷料次數，提高了煙絲生產的質量。
關鍵詞：Web；制絲；在線監測；網頁
近年來，國際、國內煙草行業競爭日益激烈，提升產品質量，在自動化、網絡化、智能化等新技術方向尋求技術突破，提高行業自身綜合競爭力成為了一種趨勢［1－2］。煙草制絲作為煙草加工過程中的一個重要環節，直接影響著成品煙支的質量［3－4］。目前，國內煙草制絲生產線均采用流水生產線的形式，上一道工序會直接影響到后面工序的生產，尤其是生產過程中的溫度、水分、流量等工藝指標，如果沒有及時對這些數據進行監控調節，將會對整批煙絲生產的質量產生重要影響。為此，很多學者在這方面做了研究：文獻［5］采用MES系統對制絲線的整個生產過程進行實時監控，采取閉環質量管控體系，促進了生產數據的有效利用，對提高產品質量和生產效率起到了很大作用；文獻［6］研究了制絲電控集成系統，將制絲線的生產執行管理系統，集中監控系統以及PLC控制系統等進行集成，構建制絲車間所有設備協同工作的平臺，使得管理者能夠實時了解制絲線的現場生產情況，實現了產品生產過程的全程跟蹤監控；文獻［7］為提高制絲生產線監控的便捷、有效，提出了一種依據國際標準設計人機交互界面的層次結構，并根據制絲線實際需求規劃產品功能的人機交互軟件設計思路。上述研究和分析對提高制絲線的監控效率以及產品生產質量都起到了不同程度的促進作用。Web技術以Internet為基礎，以B／S模式為架構，通過HTTP連接客戶端和服務器，具有開放性、靈活性、易用性的特點，已經成為Inter-net／Intranet中一種最普遍應用的信息交互平臺。將Web技術應用于工業生產中的遠程監控，也正逐漸被人們認識和重視［8］。文獻［9］提出將Web技術應用于制絲生產線中，并給出了系統的設計方法和實現過程，但對具體的Web網頁監控設計沒有進一步的研究。為此，基于Web技術，設計了一套適用于制絲生產線工藝指標在線監控系統，并應用于長城雪茄煙廠的制絲生產線，最后，對該系統進行了實驗驗證。
1監控系統總體架構
制絲監控系統主要由數據采集、數據交互、數據監控三部分構成，如圖1所示。數據采集部分主要由制絲現場PLC、OPC服務器組成。OPC（OLEforProcessControl）是OPC基金會為過程控制而設計的一種通信標準，解決了應用軟件和各種設備驅動程序之間數據交互的難題［10－11］。PLC通過各類傳感器裝置采集煙葉制絲過程中的生產數據，然后通過OPC服務器將生產數據傳送并保存至Oracle數據庫中。數據交互主要由數據庫和Web服務器組成，Web服務器通過不斷訪問查詢Oracle數據庫，從而獲得制絲現場的實時生產數據。數據監控主要由監控人員、PC和Web瀏覽器組成，監控人員通過Web瀏覽器訪問數據監控網頁便可了解制絲現場的生產狀況。
2監控系統的技術實現
2．1制絲線實時數據的獲取
2．1．1制絲監控網站的工作原理
PHP是一種嵌入HTML文檔并在服務器端執行的腳本語言，支持的數據庫類型多，并擁有比較完善的標準化數據庫接口，因此，被廣泛應用于數據庫的數據存?。?2］。制絲監控Web網頁的實時數據通過PHP技術便可從Oracle數據庫獲得，其工作原理圖如圖2所示。當制絲中控操作人員通過瀏覽器打開制絲生產數據監控網站進入數據監控網頁時，Web服務器便會收到來自PHP動態網頁的請求訪問。此時，Web服務器會首先將該請求訪問的運行結果發送給應用程序服務器，應用程序服務器再將程序指令發送給數據庫驅動程序，驅動程序通過查詢O-racle數據庫獲得符合條件的記錄，并將記錄集返回給驅動程序；然后，再由驅動程序將查詢的記錄發送給應用程序服務器；最后，應用程序將從Oracle數據庫中獲得的數據插入到網頁中形成靜態網頁，再通過瀏覽器進行翻譯和轉換便可將制絲實時生產數據顯示。
2．1．2數據庫的訪問和連接
網站利用PHP技術訪問數據庫時，通過數據庫連接函數和數據庫建立直接聯系對數據庫進行訪問和操作。當網頁和數據庫成功連接后，便可直接查詢和獲取數據庫中的相關數據。首先，查看各工序段如一潤、超級回潮、加香等工序段是否有下達的生產工單，如果有工單便繼續查詢當前生產的工單號、煙葉牌號以及相應的工藝標準，否則繼續查詢是否有下達的生產工單；然后查詢各工序段設備點位的生產數據，如電子秤的流量、水分儀的水分、加香比例、熱風溫度等；最后將查詢到的所有關于生產的數據返回給網頁前端，其程序流程圖如圖3所示。
2．2Web監控網頁的設計
用戶通過指定的IP地址便可進入制絲生產監控網站，對制絲生產線進行遠程監控。為保證生產數據的安全性，對IP地址做了限制，只有在工廠內網的計算機才能對監控網站進行訪問。進入制絲網站后，監控人員根據實際需要可以選擇質量分析、數據監控、歷史查詢以及參數牌號設置。質量分析網頁主要用于記錄和分析生產過程中數據異常的原因，便于后續對質量事故原因的查明和改進。在質量分析界面可以查看最近制絲生產的煙葉牌號是否合格、煙絲生產質量得分，以及造成質量缺陷的原因和后續整改措施。數據監控網頁可以對當前正在生產各工序段的實時數據進行監控，當生產數據超出工藝范圍時通過彈窗和語音提示的方式對監控人員進行提醒，其監控界面如圖4所示。在監控界面中通過圖形的形式將生產數據展示給監控人員，并通過不同顏色顯示生產數據是否在工藝指標合格區間內，以便提醒監控人員的注意。當監控到生產數據超出工藝指標，在語音提示的同時將異常數據以彈窗的形式顯示出來，監控人員便可以快速確定異常數據的工序段。
3應用效果
為驗證系統對制絲線生產的實際監控效果，四川中煙長城雪茄煙廠對該系統進行了測試，如表1和圖5所示，分別為應用前后不同牌號煙絲生產的斷料次數和煙絲生產質量得分。從表1可以看出，通過監控系統對生產過程中的有效提醒，明顯減少了煙絲生產的斷料次數。從圖5和表2中可以看出，監控系統的應用提高了不同牌號煙絲生產的質量得分，在同等條件連續生產20批煙絲的情況下，分別將獅牌（錦繡成都）和長城（醇雅薄荷）兩種牌號煙絲的質量平均得分數從93．65和92．9提高到了99．25和99．45。
4結束語
制絲生產過程中的質量控制越來越受到各煙草生產企業的重視。本文基于Web的制絲在線監控系統，通過將Web技術應用于煙葉制絲生產監控中，給出了監控系統的架構和實現方法，并以長城雪茄煙廠的制絲生產線為應用對象進行了測試。結果表明：該監控系統的應用能夠對制絲生產過程中的各類質量缺陷進行有效提醒，減少了生產過程中因質量缺陷引起的斷料次數，煙絲生產的質量得到明顯提升。
作者：張鵬 向馬 單位：四川中煙工業有限責任公司長城雪茄煙廠