物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展加速了工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)型升級,一系列產(chǎn)業(yè)已開始向信息化管理轉(zhuǎn)變,作為中國十大支柱產(chǎn)業(yè)之一的紡織行業(yè)也參與了其中,ZigBee技術(shù)為其帶來了新的改變。
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,紡織業(yè)的競爭日益激烈。對于紡織業(yè)的企業(yè)來說,要想在激烈的廣業(yè)競爭中立于不敗之地,就必須不斷地提升企業(yè)的科技水平,通過技術(shù)上的創(chuàng)新來提升產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值,同時,也通過技術(shù)水平的提升努力降低生產(chǎn),管理成本。
作為織造行業(yè)重要裝備的織機,目前內(nèi)的數(shù)量已經(jīng)超過100萬臺,但在這么龐大數(shù)量的織機中,真正實現(xiàn)信息化管理的織機不超過2%。一個非常典型的情況是,織造車間是織造型企業(yè)管理的重點,織機數(shù)量較多,在管理上,每天都需要統(tǒng)計每臺織機、每個員工、每班的產(chǎn)量、織造效率等生產(chǎn)數(shù)據(jù),作為員工計酬、考核和生產(chǎn)管理的依據(jù),這方面的工作通常非常耗時耗力,也帶來了巨大的管理成本。
而且隨著織機車速的不斷提高,對織機運行監(jiān)控系的實時性和可靠性要求也越來越高。在織機運行過程中主要是監(jiān)控織機的送經(jīng)、送緯、織物邊處理落布等運行狀態(tài),并對織機運行過程中的故障進行告警和處置,同時將有關信息進行存儲。
目前紡織機類型主要分為兩種,第一種類型的織機是自帶數(shù)據(jù)采集功能的織機,這種織機一般以豐田、津田駒等日系織機為代表。
另一種類型是不帶采集功能的織機,這種類型紡織機需要配備監(jiān)測器進行數(shù)據(jù)采集與傳輸。主流采用單片機方案設計,也使用總線將數(shù)據(jù)匯聚到區(qū)域處理器(PLC),然后再由區(qū)域處理器通過總線或以太網(wǎng)利用網(wǎng)關服務器匯集到服務器上。
目前織機運行自動監(jiān)控一般采用單片機監(jiān)控系統(tǒng)或基于RS-485總線的單主機集散監(jiān)控系統(tǒng),也有部分織機采用CAN總線的監(jiān)控系統(tǒng)。但是這些織機運行監(jiān)控系統(tǒng)存在成本高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜抗干擾性較差以及系統(tǒng)維護困難等缺點,限制了其在織機運行監(jiān)控系統(tǒng)中的推廣應用。
隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略的持續(xù)推進,傳統(tǒng)制造業(yè)面臨著向智能制造轉(zhuǎn)型升級的歷史性路口。傳統(tǒng)傳輸方案愈加受限,而無線成為近年來熱門的物聯(lián)傳輸方案。
與RS-485總線及CAN總線相比,ZigBee技術(shù)除通信距離較短外,無論是在實時性、抗干擾和可靠性還是在系統(tǒng)成本和擴展性方面都具有明顯的優(yōu)勢。同時,在系統(tǒng)布線方面,由于ZigBee采用無線方式,可以應用到RS-485總線及CAN總線無法應用場合。
ZigBee由于具有自組網(wǎng),成本低,可擴展性好,嵌入性強,抗干擾,可靠性高,功耗低等特點廣泛應用于布線不方便,工作現(xiàn)場環(huán)境惡劣,數(shù)據(jù)格式較為簡單,實時性強的過程控制系統(tǒng)中。
ZLG致遠電子基于Silicon Labs EFR32MG1系列無線SoC 開發(fā)出了低功耗、高可靠性的 ZigBee 模塊。
模塊有著強大硬件性能,在Mesh組網(wǎng)方面,模塊在百秒以內(nèi)即可完成100臺設備的自組網(wǎng),主要特點:
節(jié)點容量大:當 ZigBee 采用 16bit 短地址管理方式,在輪詢機制下,理論上節(jié)點容量高達 65535 個;
完全透傳:模塊采用 3 線制串口全透明傳輸方式,即發(fā)送接收數(shù)據(jù)的長度和內(nèi)容完全一致。其優(yōu)勢在于可以創(chuàng)建自己的協(xié)議格式,不再局限于固定第三方協(xié)議;
無需二次開發(fā):模塊所有網(wǎng)絡參數(shù)均可使用配套的 WirelessCfg 配置工具或串口配置命令進行配置,可快速實現(xiàn)現(xiàn)場實時動態(tài)配置及自組網(wǎng);
多種網(wǎng)絡拓撲:支持P2P結(jié)構(gòu)、星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、中繼路由結(jié)構(gòu)、混合型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),用戶根據(jù)實際應用靈活組網(wǎng);
支持分時上報:龐大的網(wǎng)絡為避免數(shù)據(jù)沖突,模塊支持用戶定義上報時序,保證數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定可靠。
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原文標題:智慧工廠轉(zhuǎn)型之路系列一:紡織機行業(yè)
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