[发明专利]一种环锭细纱机物联网生产监控管理系统

摘要

本发明公开了一种环锭细纱机物联网生产监控管理系统，涉及纺织监控技术领域，本发明采用基于Modbus协议的通信，通过Zigbee传感技术传输数据，解决了传统技术只能操控单台竹节纱机器的问题，实现了一次性操控多台环锭细纱机，且无需进入车间设置；通过本地生产监控管理系统，不仅能监控多台细纱机生产设备的相关数据，同时能统一设定多台机器的生产参数，解决了传统技术中局限于车间现场监控及操作的问题，节省了大量的时间，有利于及时发现问题和处理问题，高效地监控及操作细纱生产，提高了企业细纱生产效率，大大提高经济效益。

主权项

1.一种环锭细纱机物联网生产监控管理系统，其特征在于，包括底层数据获取系统、信息传输系统和智能管控平台系统，底层数据获取系统用于将获取的环锭细纱机中的生产信息经信息传输系统传输至智能管控平台系统，以实现对细纱生产过程的监控及生产参数的设定；所述底层数据获取系统包括环锭细纱机运行系统、管纱质量追溯系统、纱锭运行监控系统和生产能耗监控系统，其中，所述环锭细纱机运行系统包括环锭细纱机，所述环锭细纱机包括控制系统，所述控制系统包括牵伸系统和卷绕系统，所述牵伸系统包括后罗拉、中罗拉、前罗拉，所述后罗拉、中罗拉、前罗拉分别由第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机带动转动，所述卷绕系统包括主轴和钢领板，所述主轴由第四伺服电机带动转动，所述钢领板由第五伺服电机带动升降，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机通过可编程逻辑控制器与触摸屏相连，在所述触摸屏的主界面上设置有机器参数设定界面、工艺参数设定界面、设备运行状态显示界面、机台电性能监测界面；所述管纱质量追溯系统包括纱管，细纱机的每个锭位上均设置一个单独的纱管，且纱管在使用时嵌入在细纱机的每个锭位的锭子上，通过锭子转动继而带动纱管转动继而实现所纺制的纱线不断的卷绕在纱管上，在每个纱管的内壁上贴附有超高频射频识别电子标签，超高频射频识别电子标签内部设置有读写单元，读写单元内在进行纺纱时将该管纱纺纱时所对应的锭子信息写入，所写入的锭子信息包括该锭子所在的细纱机的具体型号和编号、该锭所在的细纱机上的具体的锭子位置、该锭子上的管纱生产时所采用的粗纱的原料信息，读写单元在管纱满管落纱后将该管纱写入的信息读出到带有Zigbee的无线传输装置的器件中，而后器件通过无线传输装置和信息传输系统将读出的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，当后道络筒工序中一旦电子清纱器发现某管纱质量异常，则采用读取器读取该管纱的读写单元内的信息到带有Zigbee的无线传输装置的器件中，而后器件通过无线传输装置和信息传输系统将读出的质量异常的管纱的信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器，则在信息云存储平台大数据存储服务器的数据库中生产报表，统计该管纱的异常信息，同时通过对生成的报表的数据的再处理，给出每个锭子的异常统计报表、每台细纱机的异常统计报表、每种粗纱的异常统计报表；所述纱锭运行监控系统包括多光电检测装置，在多光电检测装置上设置有Zigbee无线传输装置，在多光电检测装置的上部同时设置有报警系统，报警系统与多光电检测装置通过传输线路相连接，所述多光电检测装置固定安装在钢领板上，细纱机的每个锭位对应的钢领板上均设置有一个钢领，在钢领上骑跨由钢丝圈，在细纱机每个锭位对应的钢领板上均设置独立的多光电检测装置，在细纱机的前车台面和后车台面的钢领板上开设有铝合金轨道，多光电检测装置固定安装在钢领板的铝合金轨道上，使用时，多光电检测装置内的发光管发射红外光，正常纺纱时，纱线绕过钢丝圈卷绕在纱管上，因此纱线在纱管上缠绕一周便带动钢丝圈环绕钢领转动一周，从而带动钢丝圈沿着钢领进行周期性的转动，从而对多光电检测装置发出的红外光产生周期性的影响，这种被周期性影响的红外光经过红外接收管及光电转换、滤波及放大电路得到相应的信号，这种经处理后的信号在单片机处理后得到相应的断纱信号指示，也就是当锭子正常运行时得到一组相应的第一正常信号，当锭子转速变慢或变快运行时得到一组相应的第二异常信号，且通过设置相应的单片机的换算处理单元计算得到异常时的锭速相对于正常时的锭速的差值，当纱线断头时得到一组相应的第三异常信号，当第三异常信号出现时报警系统进行报警指示，当纱线接头后，第三异常信号消失且报警系统的报警指示消失，且对每次报警系统的报警时间进行统计，同时，多光电检测装置通过无线传输装置和信息传输系统将得到的每台细纱机的每个锭位的状态信息传输到信息云存储平台大数据存储服务器；所述生产能耗监控系统包括生产环境监控系统和系统能耗监控系统，所述生产环境监控系统包括温湿度传感器、DDT直接数字控制器、执行机构，所述温湿度传感器设置在纺纱车间，同时在室外设置有相应的温湿度传感器，每个车间的所有设置的温湿度传感器将所测试的数据传输到DDT直接数字控制器，并计算出所有测试结果的平均值，并将该平均值与室外的温湿度传感器的测试结果进行差值计算，DDT直接数字控制器根据计算得到的差值结果和所设置的所需的车间温湿度的工艺参数，采用优化控制算法得出的实时最优的运行条件，并通过执行机构调节空调送风量和水泵供水量以及室外新风和回风的混合比，确保车间的温湿度始终稳定在工艺要求范围内，同时达到显著的节能效果，且在DDT直接数字控制器上设置有Zigbee无线传输装置，同时，DDT直接数字控制器通过无线传输装置和信息传输系统将接收到的每个车间的温湿度传感器测试得到的温湿度的平均值传输到信息云存储平台大数据存储服务器，同时通过信息传输系统对所设置的所需的车间温湿度的工艺参进行更新设置；所述系统能耗监控系统包括数据中心、能耗数据采集终端、智能仪表，其中数据中心负责接收采集终端设备的上报数据，并对数据进行分类处理、存储，并定时通过无线传输装置将速获取的数据传输到信息云存储平台大数据存储服务器，能耗监测系统管理平台软件属于数据中心端系统，是能耗监测系统的核心部分，安装在专用服务器或计算机中，服务器或计算机通过云存储平台大数据存储服务器获取相应的能耗信息，能耗监测系统管理平台软件负责所辖区域的机房等能耗的集中管理，功能涵盖仪表管理、采集终端管理、能耗管理、数据分析展示、数据报表，能耗监测系统管理平台使用B/S架构；能耗数据采集终端安装在各个细纱车间中，负责车间内细纱机台电能能耗的数据采集，采用专用低功耗嵌入式采集设备，通过现场总线连接各种智能计量仪表，支持多种主流通信协议，并主动对仪表、传感设备进行数据采集，定时或按需将数据上传到数据中心层，提供AO、DO端口，同时可对智能仪表下达控制命令；智能仪表，包含各种具备数据远传功能的电能计量仪表、传感设备及执行器，电能计量仪表包括单相电能表、三相电能表、多功能电能表，负责电能的实时用量计量，为能耗数据采集终端提供原始能耗数据。