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烟草制丝线管控系统随着我国加入世界贸易组织，中国烟草面临越来越多的竞争和机遇，为了迎接这种 挑战与机遇，在国家局的统一领导下，各烟厂都大力发展中式卷烟，研制和构建企业自 身最适合的产品工艺路线，实现产品的设计化，加工的精细化，控制的智能化，成本的节约化，以打造和发展中国特色的卷烟产品。
目录
一、解决方案简述
1、 方案简介与功能目标
近几年，随着自动化控制技术的发展、特别是信息技术的快速发展，工业自动化[1]和 管理信息化的结合己成为工业控制系统的发展趋势。以MRP II、ERP为代表的管理信 息系统，以及以PLC、DCS单元和柔性制造为代表的自动化技术，在制造行业已经大规 模应用。
一个完善的企业生产管理系统，普遍由以下三种软件构成：以ERP、MRPII为代表 的企业管理软件，以SCADA (数据采集与监视)、HMI (Human Machine Interface)为 代表的生产过程监控软件，以及实现操作过程自动化、支持企业全面集成的MES软件。
近几年，烟草企业在信息化建设方面虽然有了一定的发展，但绝大多数还停留在行 业应用的基础阶段，远远没有达到整合信息资源、辅助决策分析的目的。因此，对烟草 企业信息化建设的实施策略进行思考和探索，具有十分重要的现实意义.
《烟草制丝线管控系统方案》按照计算机软硬件开发技术规范，将硬件、软件、业 务、人员有机结合，形成一个先进、高效、可靠、功能完备的烟草制丝线管控系统。
2、 技术体系与技术特点
(1) 烟草制丝线管控系统逻辑层次结构
烟草制丝线管控系统共分三层：即设备层、集中监控层、生产管理层。
(2) 总体网络架构
烟草制丝线管控系统电控网络系统采用最新的PROFINET技术构建一网到底的工业以太网网络架构。实现工艺段内的数据采集和控制，工艺段之间以及监控控计算机、 监控服务器等通过工业以太网实现数据通讯。数据库服务器、管理系统应用服务器通过以太网进行数据交换。
由具有网络管理功能和三层交换路由功能的工业以太网交换机组成集中监控层控 制主干网作为车间级的主干通讯网络网，主要用于制丝控制系统各个工艺段之间的网络 通讯和控制系统与集中监控系统间的通讯。网络介质采用高速无干扰的多模光纤，构建 千兆高速网。
各工艺段内通过CPU的PROFINET接口进行网络通讯，工艺段间及与上位监控系 统通过CP1543-1工业以太网卡进行网络通讯。保证这两个网络分别在物理上处于不同 的网段上。
按照工艺段和各控制系统的控制范围划分，采用Scalence XM400系列交换机为各 工艺段控制系统构建星型控制子网络，以提供各控制段主控器件和I/O站点间的网络通 讯。
由具有网络管理功能的汇聚交换机和核心交换机构成中控室万兆光纤链路，汇聚交 换机与Scalence XM300交换机之间通过冗余千兆光纤链路实现互联。主要用于管理层 数据交互。网络介质采用高速无干扰的多模光纤，构建千兆高速网。
为集中监控系统构建子网络，该网络一方面通过以太网交换机接入车间主干网，完 成集中监控系统和控制系统间的网络通讯；另一方面通过交换机与厂级网络连接，为厂级数据通讯提供网络接口。
集中监控层主干网络设备采用双路供电，以保证网络设备具备冗余电源供应，确保 网络的稳定可靠。
各控制工艺段以S7-1500系列CPU为核心，通过增设的CP网卡，借助于控制主干 网与中控系统和上下游工艺段进行信息交互和数据互锁；设备控制层通过西门子X208 工业交换机与分布式10、单机设备进行通讯，各个网络节点采用星型连接方式连接。
（3） 网络结构的特点
烟草制丝线管控系统采用全工业以太网结构，I/O站点间的通讯、控制系统间的通 讯和监控系统与控制系统间的通讯均通过工业以太网完成。多种通讯方式（主要包括高 速小数据量I/O实时通讯和低速大数据量的通讯）在大量的I/O站点、主控器件和人机 界面之间进行，为保证生产线稳定可靠地运行和数据采集，首先必须得保证工业以太网 络的高速和稳定的运行。因此对网络的优化就显得尤为重要，通过配置支持Profinet的 CPU和CP1543-1以太网卡，保证工艺段内网和车间数采网络从硬件上隔离，可以有效 地控制网络流量、提高网络的安全性和稳定性。
同时将PLC上面的CP1543-1的1个网口与PLC自带的Profinet接口相连，真正实现了一网到底。在该网络中，具有3种类型的IP地址网段，1类是IO子网的网段（有 多少主站就有多少网段），2类是主站的网段，就1个；3类是交换机的网段，就1个。
（4） 控制功能
设备控制层采用西门子公司基于工业以太网的PROFINET总线控制方式，由 PROFINET工业以太网连接控制主站、现场I/O站等其它设备。
集中监控和管理人员操作的使用需要，要结合现代管理思想和最新计算机技术，建 立一个完善的集中监视和控制的系统，与现场设备层和生产管理层紧密结合，保证生产 的高效可靠运转和数据的及时准确传递，使各级决策、管理和生产部门形成有机的整体, 组成一个完整的系统。
烟草制丝线管控系统作为厂级MES系统[2]重要组成部分，连接厂级MES与底层控制 系统，起到承上启下的重要作用。它完成对整个成品烟丝生产过程的所有物流和信息流 的统一监控、管理和调度，采集生产现场实时数据，进行汇总统计分析，向厂级MES 系统反馈信息。接受厂级MES系统下发的生产计划、调度和工艺指标等信息指导生产。
(5) 烟草制丝线管控系统创新点
系统实现管理层的虚拟化和远程桌面功能，软件选用VMware公司软件，完成机器 的部署，软件的二次开发和集成，以便用户的后期维护。
烟草制丝线管控系统以工厂建模的车间信息数字化为基础，生产建模五个层次的定 义与国际ISA95标准中的模型定义方式完全吻合，能够根据车间的设备情况按照国际 ISA95标准对车间的生产情况进行动态的数字建模，整个平台的数据以数字模型为基础， 因此本系统具有灵活的组态方式，便于系统的扩展与接口。
系统具有生产计划辅助排产功能，排产功能实现不依赖第三方高级排产工具(APS)o 系统自动获取MES系统计划需求及相关生产模型，从各相关子系统获取生产资源，与 本系统相结合，实现制丝线生产计划的排程及信息闭环处理，并提供接口实现与MES 系统排产的无缝对接。
烟草制丝线管控系统通过对制丝车间生产设备运行在线式体检，随时获知设备的运 行状态，完成制丝车间设备的运行状态诊断，从而为维护和保养工作提供预判数据，通 过配置相应的设备运行状态监测系统，建立设备的全生命周期管理档案，实现设备的全 生命周期管理，降低日常维护工作量及难度、减少维护费用、降低设备的故障率和停机 率。并在上位机系统有相应的数据支撑及画面展现，方便现场操作和维护人员实时掌握 设备的运行状态及健康程度。
随着烟草加工工艺的发展，烟草制丝线变的越来越庞大，设备也变得种类繁多而分散，自动化控制方式也由原来单一的工业总线方式向工业以太网方式转变，自动化控制 系统出现了又一个飞速发展期。
烟草制丝线管控系统，不仅是需要满足生产和管理要求的，而且融入大量为实现制 丝生产的精细化加工、智能化控制、数字化管理的智能防错辅助设备，这些防错辅助设 备通过网络不仅与底层电控系统紧密相关，同时与集控管理系统密不可分，三者共同协 作形成制丝车间防错纠错系统，严防生产事故。
为了使企业能够更加高效的运营，烟草制丝线管控系统包含移动作业分系统，主要 用于以下两方面应用：制丝车间设备维护系统，智能信息发布系统。
烟草制丝线管控系统采用面向SOA架构搭建卷烟厂制丝车间信息一体化平台，采 用EOS开发平台，ESB企业服务总线和BPS工作流引擎来搭建，形成一套成熟、稳定 的制丝车间信息一体化集成平台。
制丝车间业务需求的不断的发展，对流程的管理和定制提出了更高的要求，一体化 的卷烟厂制丝生产管理系统平台需要能够方便的定制和管理业务流程，这是“流程化” 服务的关键。烟草制丝线管控系统采用基于SOA的BPS平台，将业务流的管理独立于 具体业务，以标准接口为业务提供业务流服务。
二、应用案例简述
1、 案例名称与实施时间
案例名称：湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂易地技改项目制丝管控系统
起止时间：2016年04月至今
2、 应用创新与技术亮点
公司结合当前工业控制领域先进的控制技术，设计的武汉卷烟厂易地技术改造项目 制丝集控系统中具有如下几点特色：先进性、兼容性、标准化、易用性、易维护性、模块化、参数化、智能化、柔性化、安全性及可靠性、经济性、可扩展性。
3、 实施效果与示范意义
本项目的技术创新点，主要体现在“企业架构规划技术”方面，集成平台侧重于企 业各业务子系统间的整合，主要以ESB服务总线和业务流程管理平台为主，企业未来 众多业务系统的建设，面临着跨系统业务处理和数据交换的需求，通过统一的集成平台， 能够方便、快速的实现系统间接口整合，对外提供统一的访问渠道，提供统一门户，统 一流程中心和统一接口服务等。综合展现整合多个业务系统，提供集成的、可配置的、 个性化的、随需应变的工作空间和访问信息资源的统一入口，提供单点登录等服务。业务集成通过统一的流程平台可以实现多应用，多业务域共享流程平台，实现跨系统跨组织的端到端流程集成，打通竖井式应用和部门管理的壁垒。