摘要：针对制丝生产线工序流程复杂，需要监控的工艺指标多，为提高监控的全面性和准确度，减少生产中由于质量缺陷带来的损失，采用Web技术对每一道工序的工艺指标进行在线监控和超限提醒。通过Web网页实时访问制丝生产数据采集系统，获得各项工序段的生产数据，监控网页将获得的数据生成相应的趋势图，同时监控工艺指标是否满足设定值，并通过语音对监控人员进行提醒。结果表明，监控人员可以在一个Web网页上浏览所有工序的实时生产状况，当制丝生产出现异常，听到语音提示后能迅速确定异常工序段，及时避免质量缺陷带来的损失。该系统应用于长城雪茄烟厂的制丝生产线中，有效减少了生产中的断料次数，提高了烟丝生产的质量。
关键词：Web；制丝；在线监测；网页
近年来，国际、国内烟草行业竞争日益激烈，提升产品质量，在自动化、网络化、智能化等新技术方向寻求技术突破，提高行业自身综合竞争力成为了一种趋势［1－2］。烟草制丝作为烟草加工过程中的一个重要环节，直接影响着成品烟支的质量［3－4］。目前，国内烟草制丝生产线均采用流水生产线的形式，上一道工序会直接影响到后面工序的生产，尤其是生产过程中的温度、水分、流量等工艺指标，如果没有及时对这些数据进行监控调节，将会对整批烟丝生产的质量产生重要影响。为此，很多学者在这方面做了研究：文献［5］采用MES系统对制丝线的整个生产过程进行实时监控，采取闭环质量管控体系，促进了生产数据的有效利用，对提高产品质量和生产效率起到了很大作用；文献［6］研究了制丝电控集成系统，将制丝线的生产执行管理系统，集中监控系统以及PLC控制系统等进行集成，构建制丝车间所有设备协同工作的平台，使得管理者能够实时了解制丝线的现场生产情况，实现了产品生产过程的全程跟踪监控；文献［7］为提高制丝生产线监控的便捷、有效，提出了一种依据国际标准设计人机交互界面的层次结构，并根据制丝线实际需求规划产品功能的人机交互软件设计思路。上述研究和分析对提高制丝线的监控效率以及产品生产质量都起到了不同程度的促进作用。Web技术以Internet为基础，以B／S模式为架构，通过HTTP连接客户端和服务器，具有开放性、灵活性、易用性的特点，已经成为Inter-net／Intranet中一种最普遍应用的信息交互平台。将Web技术应用于工业生产中的远程监控，也正逐渐被人们认识和重视［8］。文献［9］提出将Web技术应用于制丝生产线中，并给出了系统的设计方法和实现过程，但对具体的Web网页监控设计没有进一步的研究。为此，基于Web技术，设计了一套适用于制丝生产线工艺指标在线监控系统，并应用于长城雪茄烟厂的制丝生产线，最后，对该系统进行了实验验证。
1监控系统总体架构
制丝监控系统主要由数据采集、数据交互、数据监控三部分构成，如图1所示。数据采集部分主要由制丝现场PLC、OPC服务器组成。OPC（OLEforProcessControl）是OPC基金会为过程控制而设计的一种通信标准，解决了应用软件和各种设备驱动程序之间数据交互的难题［10－11］。PLC通过各类传感器装置采集烟叶制丝过程中的生产数据，然后通过OPC服务器将生产数据传送并保存至Oracle数据库中。数据交互主要由数据库和Web服务器组成，Web服务器通过不断访问查询Oracle数据库，从而获得制丝现场的实时生产数据。数据监控主要由监控人员、PC和Web浏览器组成，监控人员通过Web浏览器访问数据监控网页便可了解制丝现场的生产状况。
2监控系统的技术实现
2．1制丝线实时数据的获取
2．1．1制丝监控网站的工作原理
PHP是一种嵌入HTML文档并在服务器端执行的脚本语言，支持的数据库类型多，并拥有比较完善的标准化数据库接口，因此，被广泛应用于数据库的数据存取［12］。制丝监控Web网页的实时数据通过PHP技术便可从Oracle数据库获得，其工作原理图如图2所示。当制丝中控操作人员通过浏览器打开制丝生产数据监控网站进入数据监控网页时，Web服务器便会收到来自PHP动态网页的请求访问。此时，Web服务器会首先将该请求访问的运行结果发送给应用程序服务器，应用程序服务器再将程序指令发送给数据库驱动程序，驱动程序通过查询O-racle数据库获得符合条件的记录，并将记录集返回给驱动程序；然后，再由驱动程序将查询的记录发送给应用程序服务器；最后，应用程序将从Oracle数据库中获得的数据插入到网页中形成静态网页，再通过浏览器进行翻译和转换便可将制丝实时生产数据显示。
2．1．2数据库的访问和连接
网站利用PHP技术访问数据库时，通过数据库连接函数和数据库建立直接联系对数据库进行访问和操作。当网页和数据库成功连接后，便可直接查询和获取数据库中的相关数据。首先，查看各工序段如一润、超级回潮、加香等工序段是否有下达的生产工单，如果有工单便继续查询当前生产的工单号、烟叶牌号以及相应的工艺标准，否则继续查询是否有下达的生产工单；然后查询各工序段设备点位的生产数据，如电子秤的流量、水分仪的水分、加香比例、热风温度等；最后将查询到的所有关于生产的数据返回给网页前端，其程序流程图如图3所示。
2．2Web监控网页的设计
用户通过指定的IP地址便可进入制丝生产监控网站，对制丝生产线进行远程监控。为保证生产数据的安全性，对IP地址做了限制，只有在工厂内网的计算机才能对监控网站进行访问。进入制丝网站后，监控人员根据实际需要可以选择质量分析、数据监控、历史查询以及参数牌号设置。质量分析网页主要用于记录和分析生产过程中数据异常的原因，便于后续对质量事故原因的查明和改进。在质量分析界面可以查看最近制丝生产的烟叶牌号是否合格、烟丝生产质量得分，以及造成质量缺陷的原因和后续整改措施。数据监控网页可以对当前正在生产各工序段的实时数据进行监控，当生产数据超出工艺范围时通过弹窗和语音提示的方式对监控人员进行提醒，其监控界面如图4所示。在监控界面中通过图形的形式将生产数据展示给监控人员，并通过不同颜色显示生产数据是否在工艺指标合格区间内，以便提醒监控人员的注意。当监控到生产数据超出工艺指标，在语音提示的同时将异常数据以弹窗的形式显示出来，监控人员便可以快速确定异常数据的工序段。
3应用效果
为验证系统对制丝线生产的实际监控效果，四川中烟长城雪茄烟厂对该系统进行了测试，如表1和图5所示，分别为应用前后不同牌号烟丝生产的断料次数和烟丝生产质量得分。从表1可以看出，通过监控系统对生产过程中的有效提醒，明显减少了烟丝生产的断料次数。从图5和表2中可以看出，监控系统的应用提高了不同牌号烟丝生产的质量得分，在同等条件连续生产20批烟丝的情况下，分别将狮牌（锦绣成都）和长城（醇雅薄荷）两种牌号烟丝的质量平均得分数从93．65和92．9提高到了99．25和99．45。
4结束语
制丝生产过程中的质量控制越来越受到各烟草生产企业的重视。本文基于Web的制丝在线监控系统，通过将Web技术应用于烟叶制丝生产监控中，给出了监控系统的架构和实现方法，并以长城雪茄烟厂的制丝生产线为应用对象进行了测试。结果表明：该监控系统的应用能够对制丝生产过程中的各类质量缺陷进行有效提醒，减少了生产过程中因质量缺陷引起的断料次数，烟丝生产的质量得到明显提升。
作者：张鹏 向马 单位：四川中烟工业有限责任公司长城雪茄烟厂