一、方案背景

膜材產(chǎn)線涉及原料開包投料、粒料儲(chǔ)存、稱重混配、原料分配、負(fù)壓輸送、擠出供料等多道工序。當(dāng)前，多數(shù)膜材生產(chǎn)車間仍依賴人工開包投料、人工配料記錄、本地觸摸屏查看設(shè)備狀態(tài)，存在配比誤差難以管控、供料參數(shù)調(diào)整滯后、堵料斷料響應(yīng)緩慢、質(zhì)量追溯困難等問題，難以適應(yīng)多層膜材多原料、多配方、大批量連續(xù)生產(chǎn)的需求。

某膜材制造企業(yè)為提升供料系統(tǒng)的智能化管控水平，計(jì)劃對(duì)供料線設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)配比參數(shù)實(shí)時(shí)上報(bào)、輸送狀態(tài)可視化管理、供料數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)等功能。物通博聯(lián)（WideIOT）提供高可靠、易擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案。

二、前期調(diào)研

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研與技術(shù)評(píng)估，本次項(xiàng)目需采集的關(guān)鍵設(shè)備及數(shù)據(jù)點(diǎn)位如下：

機(jī)械臂開包站（西門子PLC）：開包節(jié)拍、投料次數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警信號(hào)等（以太網(wǎng)口，Modbus TCP協(xié)議）

方形儲(chǔ)料桶（稱重儀表）：料位重量、料倉溫度、低料位報(bào)警等（RS485串口，Modbus RTU協(xié)議）

稱重混料機(jī)（施耐德PLC）：配方編號(hào)、各原料配比重量、混合精度、批次號(hào)等（以太網(wǎng)口，Modbus TCP協(xié)議）

真空泵組（臺(tái)達(dá)PLC）：真空度、電機(jī)頻率、電機(jī)電流、運(yùn)行時(shí)長、故障信號(hào)等（RS485串口，ModbusRTU協(xié)議）

三、系統(tǒng)架構(gòu)及選型

1. 設(shè)備層

供料設(shè)備分布在投料單元、儲(chǔ)存單元、混配單元與輸送管路上，西門子PLC、施耐德PLC、臺(tái)達(dá)PLC及稱重儀表均具備標(biāo)準(zhǔn)通信接口（未占用），為數(shù)據(jù)采集提供基礎(chǔ)條件。

2. 網(wǎng)關(guān)層

部署物通博聯(lián)工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)PLC與稱重儀表數(shù)據(jù)采集與協(xié)議轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)具備多網(wǎng)口串口設(shè)計(jì)，支持5G/4G/WIFI/有線以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，本次項(xiàng)目采集數(shù)據(jù)經(jīng)由車間工業(yè)以太網(wǎng)，以MQTT協(xié)議上報(bào)至MES系統(tǒng)。

3. 平臺(tái)層

MES系統(tǒng)集中接收網(wǎng)關(guān)上報(bào)的JSON格式報(bào)文，對(duì)配比重量、混合精度、真空度、吸料速度、料位重量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)解析與存儲(chǔ)，提供可視化看板、供料監(jiān)控、報(bào)警管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬等功能，為生產(chǎn)管理人員提供數(shù)字化支持。

四、實(shí)現(xiàn)功能

1. 供料工藝實(shí)時(shí)監(jiān)控

管理人員通過平臺(tái)，可實(shí)時(shí)查看各稱重混料機(jī)的配方執(zhí)行情況與配比精度、儲(chǔ)料桶的料位重量、真空泵組的真空度與電機(jī)頻率、真空吸料器的吸料速度與下料狀態(tài)等關(guān)鍵指標(biāo)，無需頻繁進(jìn)入車間，提升管理效率。

2. 工藝參數(shù)異常告警

當(dāng)監(jiān)測到設(shè)備故障和異常參數(shù)時(shí)，平臺(tái)自動(dòng)觸發(fā)分級(jí)告警（微信、短信、郵件），并記錄告警時(shí)間與當(dāng)時(shí)參數(shù)，便于快速定位原因。支持對(duì)配比偏差、真空度不足、料位過低、電機(jī)過載、堵料斷料等設(shè)置告警閾值，觸發(fā)后及時(shí)通知相關(guān)人員。

3. 供料量與能耗統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)班次的供料總量、配料合格率、堵料斷料次數(shù)分布占比，以及各設(shè)備狀態(tài)與供料線綜合OEE，生成日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)，支持按產(chǎn)線、班組多維度對(duì)比分析。

4. 設(shè)備運(yùn)維與遠(yuǎn)程管理

可對(duì)網(wǎng)關(guān)及聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、固件升級(jí)、日志遠(yuǎn)程調(diào)取，減少現(xiàn)場運(yùn)維頻次；同時(shí)通過設(shè)備維護(hù)快線可以搭建網(wǎng)絡(luò)維護(hù)通道，異地工程師可進(jìn)行程序上下載和編程調(diào)試等操作，節(jié)省時(shí)間和成本投入。

5. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工藝優(yōu)化

MES系統(tǒng)存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)可回放任意時(shí)段供料曲線，將配比參數(shù)、真空輸送參數(shù)與最終膜材產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，輔助工藝工程師優(yōu)化配料策略和輸送曲線，持續(xù)提升產(chǎn)品良率與一致性。