新能源电池壳冲压车间看板实施

出发

我和一个老同事周六从苏州出发,做了5个小时动车,下午到达了江西的一家新能源厂。出发前我只知道这里是制造电池壳的,上一家是制造盖板,两个合起来刚好是一个完整的电池外壳。到了后一看才知道,原来制造的也是71173型号电池的零件。更绝的是,连车间设备都贴着我们公司的标志,一时间我分不清楚这里是哪里。

车间漫游

这个厂区就一个车间,面积还好,但是被机器和仓库区的产品塞得满满当当。我观察车间布局,为了出货方便,仓库区就在大门旁,叉车到门口货车的转运很快速方便。到车间后,对接人还没来,我们联系上了前一周到达这里的电气工程师,他提前在这边调试PLC程序。等了一会儿,公司在这边的对接人来了,带我们走了一遍车间,看了下流程。

  • 首先引入眼帘的是楼房一般的冲杯机。冲杯机很高,有两层楼,5-6米高,运行起来的动静也很大。声音穿透鼓膜。几台解卷上料机将铝卷不断解开送入冲杯机,冲杯机一下下向下冲击,然后一个个冲杯叮叮当当地掉到传送带上。

  • 冲床。继续走到冲床处,两个传送带从对立的两个方向将冲杯依次送入冲床,随着一声撞击声,一个个电池方壳排成两列从中间出来,传送带将他们继续往下送。到了传送带尽头,一个翻转机构将方壳倒转过来,突出的一面向上,不知道为什么?然后一个灵巧的上料机械臂机器人的众多抓手抓起一排产品,放入清洗线。清洗线里面传出了很大的噪音,有喷淋,超声波清洗,漂洗,风切,烘干,产品洗去润滑油后,从清洗线中出来。在尽头,同样是一个机械臂,利用章鱼一样多的真空吸附盘,吸起产品,一边移动,一边在空中旋转产品朝向,放入传送带,等待工人目检产品。

  • 最让我吃惊的自动化产线输送系统 。传送带布满整个车间,就像连接人体的血管。半成品流入眼花缭乱的传送带,机械手、翻转机构等把冲杯从一条传送带分流到另一条传送带。传送带还在电气柜的控制下时不时停顿,还有气动机构有时也会突然启动,挡住多余的半成品。一会儿缓冲区满,机械手抓住冲杯停在了落点上方,联动控制下冲杯机也悬在了半空,红色的故障灯亮起,停了下来,有人去检查,不一会儿,他回来了,在控制台上按下了某个按钮,故障灯熄灭,只剩下了绿色的启动灯,冲杯机又开始一下下压下来,连带着地面震动,捂住耳朵,但是身体还是在震动。

  • 目检房中相比湿热的车间,就凉爽多了,因此还有一个自动门,在人员穿过前升起,通过后落下,防止跑气。里面做了很多排,好几十个工人,非常繁忙。

网络问题

原先车间是没有网络的,虽然对于我们来说,没有网络简直就无法呼吸。我们来的时候,车间接入了互联网,但是我始终没搞懂,其中有两个无线网络A、B,两个有线网络a,b。四个网络都接入了互联网,但是A、B、a能互相访问,但是b却和其他三个网络隔绝。恰巧机房的网络是a,而工控机的网络是b,于是内网中工控机就连不上服务器,最后要从互联网绕一圈的奇怪景象。很想说,这是什么鬼。
举例来说

这是最后搞明白情况我画的一个示意图,出现了A类私有地址和C类私有地址。最开始是一脸懵逼,嗯嗯啊嗯的过去的。同事还提到了mesh组网,他一描述,我才觉得,有一个网络工程师还是挺重要的。

最后,还是暂时所有数据都通过采集盒子,通过WIFI传输

现在才真正开始的业务

  • 数据怎么取

    我这一次负责的设备数据到web看板的展示,就是产量,状态之类的。在出发之前,看板就已经写完了,到了现场,只是调试,但是怎么调试,我还是一头雾水。因为出发之前我还没有拿到数据。开始我以为,像上班次产量数据这种,是只能通过后端自己查询数据库,自己计算出来的,然后设备的状态,产量之类的则是实时的取,也就自己启动了一个redis服务(实际上有同事从MQ取数据放到redis),在里面新建了几个键值对作为模拟数据。

  • 数据怎么对接

    我只知道这些数据最开始来自采集软件和MQ,采集软件的数据来自PLC我知道,但是MQ的数据来自哪里?我很迷糊。总之这不影响我完成后端和前端。

    网络通了之后,看板数据出来了。但是点位复制时我把空格也复制进去了,所以redis里面点位名称和数据库配置中名称对不上,需要改数据库配置。这下所有设备的数据都取到了,看板上的东西都闪烁了起来。然后又发现现场一些设备中,有些点位没有,看板上有东西是多余的,我又改看板,去掉这些。

    我跟着电气工程师,问数据的传输流程,他打开了一个输送带设备的电气控制柜,给我展示了PLC安装的位置,指了指一个黑盒子说,这是汇川最新的PLC,型号是8,一两万吧。我张了张嘴,脱口而出,好贵!然后他指着一个连着网线的小盒子,说这就是消息盒子,这跟网线连到了PLC,PLC通过TCP将数据发送到这个盒子。所以这个盒子和PLC在同一个网络咯?我问。他说是的,就在61那个网络下。但那是内网,没法把消息传回来。所以这个盒子有第二个网卡,能连WIFI,通过WIFI把数据发送到总部的MQ中。这样,数据从PLC到网页的整个流程我都清楚了。

  • 数据怎么从设备到PLC

    根据我之前买的设备实验看,一般也是网线,设备传感器那边有个单片机,采集数据并暂存,然后PLC通过网络协议,比如Modbus取到。但其实也可以电脑直接连接传感器取到。姑且认为PLC也是通过modbus取数据吧

  • 点位数据格式变化

    或许是由于沟通问题,最开始商量的状态取值是1、2、3,对应运行、故障、待机。后来改成了1、2、4,电气工程师指了指他的程序给我看(我不知道这叫梯形图还是什么),这不是相当于编码的数据解码后传输吗,我想起了3-8解码器。于是我又改了后端。这些看板状态都显示正确了,我站在冲杯机控制台旁边看,冲杯机冲压一下,控制台上的数字就+1,看板上的数字也+1,冲压机故障,红灯亮起,看板也变红,故障解除,绿灯亮起,看板绿灯也亮起。

收获与看法

  • 这次我问了电气工程师,实地看了设备和线路连接,才知道数据从源头到终点的整个流程,以前只零零散散知道中间的几个流程片段。
  • 还知道了车间如繁星般的三色塔灯,红黄绿传递出的是可采集到的设备状态数据。
  • 实际看到了生产线上,一个机构是如何与另一个机构配合,产品如何被一个机构加工和转移到另一个机构,从原料进入车间到最后走出车间。我觉得用图数据结构来描述产线在合适不过。量入为出,量出为入都很方便。
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