沈阳机床技改项目弱电智能化设计

【前言】沈阳机床技改项目弱电智能化设计由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。Technology Transformation Project XU Bin，ZHANG Xin-sheng (No.6 Institute of Projece Planning & Research of Machinery Industry, Zhengzhou 450007, China) Abstract： In the overall technology transformation project of the SHENGYANG machine tool limit...

摘 要：沈阳机床(集团)有限责任公司的弱电智能化设计成功地将智能卡应用系统与MES有效的集成，为国内首创。生产物流条码化管理使其物流管理水平走在了国内机械行业的前列。系统采用了优化的制冷机群控、冷却塔群控技术，并在保持冷冻水大温差的条件下采用了变冷冻水温度的节能环保设计。全网冗余设计、弹性架构并融合安全的计算机网络充分保证厂区网络高可靠性、可扩展性和安全性。设计充分体现了信息化融合工业化的数字化工厂理念。

关键词：集成; 条码; 网络; 节能; 数字工厂

中图分类号：TN87-34文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)09-0108-03

Light Current Intelligent Design of Shenyang Machine Tool Factory′s

Technology Transformation Project

XU Bin，ZHANG Xin-sheng

(No.6 Institute of Projece Planning & Research of Machinery Industry, Zhengzhou 450007, China)

Abstract： In the overall technology transformation project of the SHENGYANG machine tool limited company, integrating the smartcard application system with the existing MES, which is first implemented in our country. By using the logistics barcode, the logistics management level of the SHENGYANG machine tool limited company has been advanced in domestic machinery industry. By using the optimal group control technology for refrigerators and cooling towers, the project implements energy saving task as well as remaining the huge temperature difference of the chilled water. By deploying the redundant, flexible and secure computer network, the plant network has good operation. The whole design framework reflects the concept of digital plant.

Keywords： integration; barcode; network; energy saving; digital plant

0 引 言

弱电智能化是现代通信技术、计算机网络技术、远程控制技术等相互结合、相互渗透的产物［1］。智能化建设［2］主要指通讯自动化(CA)，楼宇自动化(BA)，办公自动化(OA)，消防自动化(FA)和保安自动化(SA)，简称5A［3］。 弱电智能化设计中存在系统目标与技术、技术与产品、产品与价格、价格与系统规模等矛盾和不确定因素，因此其设计的关键在于系统规划。从需求目标出发，研究分析技术设计、产品、信息、环境等方面的可行性，制定出智能化系统的整体构想［4］。

沈阳机床(集团)有限责任公司整体技术改造项目，简称沈阳机床技改项目，主要包括：数控机床产业园、功能部件产业园、重大型机床产业园三个基地。本项目是国家“振兴东北老工业基地”的先导示范型重点项目，其特点是建设规模大、子项多、技术难度高，系统性、综合性强，设计复杂，涉及专业多，并广泛采用新技术、新产品、新材料、新工艺等多项创新技术。弱电智能化系统投入使用后，不仅很好的提升了沈阳机床的智能化水平、管理水平、安全水平，而且也大大地促进了工厂建筑设施的节能水平，弱电智能化系统投资效益显著、运行效果突出。

1 设计目标及系统特色

沈阳机床技改项目把技术改造升级、结构重组和业务流程再造以及信息化建设作为搬迁重组的“四位一体”特征，以工业化与信息化、智能化的充分融合作为弱电智能化建设的主要目标。系统特色包括：

(1) 自动化管理软件［5］采用先进成熟的技术，支持众多厂商智能产品的接入，内含快速的组态工具和专业控件，能够为系统集成商提供简便的集成开发平台。智能设备选型和工程建设质量应符合相关行业标准。

(2) 覆盖全面的基础信息设施，支撑企业信息应用系统取得良好的运行效益。覆盖车间各角落的网络系统［6］，将带有通信接口的数控机床、车间现场调度工作站、CAD、CAPP等工作站联为一体，实现了全新的机床制造概念，即加工过程高度柔性化、复合化、精益化，制造及管理过程的网络化、信息化和智能化，为国内规模和复杂度之最。

(3) 成功地将智能卡应用系统［7］与MES有效的集成，除了满足员工考勤、消费、会议签到、图书借阅等常规需求外，还实现了车间作业、生产调度等功能，使国内单件小批量、离散型MES水平向前迈进了一大步，为国内首创。

(4) 成功的将条码技术［8］应用到物流管理［9］中，并与ERP系统［10］进行了有效的集成，实现了物流条码化，以配送中心/立体仓库为主体，对出入厂区的生产用物质全面实施条码化管理，提升了物流管理水平，使沈阳机床的物流管理水平走在了国内机械行业的前列。

(5) 将大屏显示技术、网络技术与企业ERP集成，实现了看板管理智能化，为机床制造企业首次采用。

(6) 安全技术防范系统、火灾自动报警系统、建筑设备管理系统与远程工艺设备监测系统的集成，不仅提升了工厂的智能化水平，而且也使工厂的安全生产管理水平得到了显著的提高。

2 主要集成系统结构

整个系统由信息设施系统(通信接入系统、电话交换子系统、计算机网络系统、综合布线系统、有线电视子系统、公共广播子系统、信息导引及子系统、会议电视子系统、电子会议系统)、信息化应用系统(企业ERP系统、综合办公系统、产品及工艺设计系统、制造执行系统、客户关系管理系统、决策支持系统、供应链管理系统、物流管理系统等)、建筑设备监控系统、工艺自动控制系统、火灾自动报警系统、安全防范系统(视频安防监控子系统、出入口控制子系统、电子巡查管理子系统、停车场管理子系统)、智能集成管理系统等组成。系统建设规模大、子项多、技术难度高，系统性、综合性强，系统架构复杂，集成设计要求高。

图1展示了信息化应用系统与生产链连接构架。

图1 各综合信息化应用系统与生产链之间的关系图

图2展示了智能集成管理系统数据流之间的联系。

沈阳机床信息化目标是向运营管理统一、全面预算统一、 物流管理统一、工艺设计统一的方向发展。智能化系统覆盖销售、计划、生产、采购、库存、质量、成本、财务等业务领域，实现了物流、资金流、信息流三流合一。并和客户关系管理系统、全面预算管理系统 、物流管理系统 、工艺规划系统 、每日业务智能系统 、呼叫中心系统等实现有效的集成。

图2 智能集成管理系统数据流示意图

3 系统创新性设计

3.1 计算机网络系统的创新设计

沈阳机床信息系统对网络有特殊性要求：跨VLAN广播要求，视频监控需要组播支持和恒久大流量冲击，数字广播需要在以太网上直接承载，异地分支机构互联网保密性的要求等。相应设计手段包括：

(1) 全网冗余设计充分保证厂区网络高可靠性：厂区运营商接入、网络核心层、汇聚层的设备、链路采用冗余设计，核心层采用电信级设备双机互备，配置冗余引擎，提供99.999%的高可靠性；网络汇聚层、接入层采用智能弹性架构设计；并在核心交换机与汇聚层交换机之间运行OSPF、ECMP路由协议保证网络的可靠性和IP路由流量负载分担。

(2) 智能弹性架构提高网络投资效率，实现业务平滑扩展：核心交换机采用分布式Crossbar共享缓存的体系结构；汇聚层和接入层交换机，通过先进的智能弹性架构技术提供了端口密度和交换能力的高可扩展性；路由规划采用OSPF动态路由协议设计。

(3) 安全网络融合联动彻底消除木桶效应：采用安全融合网络解决方案，实现了网络与安全设备的信息共享与策略联动，借助IPSec及SSL VPN实现分支节点信息的安全传输。

3.2 针对工厂环境的个性化设计

针对工厂环境的个性化设计有力地保证了系统的高效运行。综合布线系统易受工业环境的影响，为此根据各车间的环境情况，采取了针对性的措施，如：一般机加工车间加金属保护管罩；结构车间采用屏蔽布线；涂装车间采用工业联接件进行保护等。实践证明这些措施是完全必要而且可行的，切实起到了保证系统长期可靠运行的作用。此外考虑到沈阳机床为公司――事业部制，占地大，网络带宽资源丰富，本次设计视频监控系统采取车间用摄像机就近接入车间网络硬盘录像机，各车间网络硬盘录像机分别通过工厂视频监控计算机虚拟网传两路图像到工厂控制中心，即节省了投资，又实现了二级柔性管理。数字广播系统的应用实现了各车间分站可独立广播、工厂广播总站和消防可强切的功能，满足了事业部制实际运行的需要。

3.3 节能环保设计

空调水系统控制方面: 采用了优化的控制策略实现多台制冷机的台数控制；在保持冷冻水大温差的条件下采用了变冷冻水温度的控制方法；采用集成的冷却塔控制策略，尽可能在安全的条件下降低冷却水的温度，以提高冷冻机的COP值。空调风系统控制方面: 实时监测二氧化碳浓度，根据室内人员的变化增减室外新风量；在开敞式办公室、会议室等区域采取设置红外传感器结合工作时间表的方式来联动风机盘管的启停；采用分层空调，通过分层上下布置温度传感器，温度梯度控制上下层风阀的开度，实现空气的重新组织。与车间采取常规空调方式比，经测算节能可达30%以上;对于产生烟雾的设备采取局部通风并与设备联动开启的方式，以减少整个车间的风机能耗;涂装、结构车间增设空气质量传感器，根据空气质量情况，启停车间排风机;能量计量系统的采用实现了各车间及独立核算单体分别计量。排污处理方面：在确保达到规定的技术要求及污水处理过程优质可靠运行、排放达标的目标前提下，将污水处理站运营决策、管理、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等功能集成在网络环境下，通过信息多层“无缝”链接，实现了污水处理过程的管控一体化及综合信息处理。

4 结 语

此次技改项目建设以办公自动化、生产自动化、公用设施管理自动化为三大核心的工厂弱电智能化系统，支持全厂所有信息活动，增强对使用变化的应变能力，保证厂区内各空间的安全、健康、舒适和节能环保，降低运行费用，提高管理的智能化水平，使弱电智能化建设项目成为企业核心竞争力整合的平台。

参考文献

［1］沈瑞珠,杨连武.物业智能化管理［M］.上海：同济大学出版社，2004.

［2］王元恺.建筑智能化工程实施过程的质量控制与对策［J］.智能建筑与城市信息,2008(4)：104-108.

［3］俞德明,方曙东.校园智能化系统的规划与设计［J］.池州学院学报,2008，22(3):24-26.

［4］黄国凯.浅谈建筑智能化系统工程建设［J］.福建建筑，2005(z1):109-111.

［5］张顺岚,莫建文,叶进.基于办公自动化管理软件设计中的复用技术研究［J］.桂林航天工业高等专科学校学报，2003,8(3):24-27

［6］李东魁.网络系统可靠度的连接矩阵逻辑扩展算法［J］.计算机仿真，2010(3):362-365.

［7］张利华.基于蓝牙技术的智能卡应用系统［J］.计算机工程，2005(20):191-193.

［8］中国物品编码中心．条码技术与应用［M］．北京：清华大学出版社，2003.

［9］徐勇谋．现代物流管理基础［M］．北京：化学工业出版社，2003.

［10］邓建高,卞艺杰,田泽,等.ERP系统实施风险识别模型构建［J］.情报杂志，2010,29(4):142-145.

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