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    成功案例
    產品應用于工業、能源、食品、制藥、環保等領域并得到廣泛認可

    1.項目概述

    1.1    項目背景

    太陽能電池組件生產線工藝流程大致如下:


    1.2 系統目標

    1、數據采集:實時采集層壓前、層壓、層壓后等實時設備狀態和生產信息,進行記錄和報警。

    2、數據計算:根據以上采集的數據自動計算如換卷、換膠時間,各物料加料量、膠總量等生產數據。

    3、數據記錄:將以上采集信息和運算數據存儲到數據庫中,并與生產批號、生產人員、環境參數等建立關聯以便于生成報表和事后查詢。

    4、畫面展示:實時展示現場設備工作狀況、生產任務情況等。

    5、報表功能:以生產批號為主線自動生成各類統計報表。

    6、電子工單:將目前的手工記錄(生產隨工單)調整為電子記錄,以節約生產線人員和防止差錯。

    7、設備效率:自動記錄設備啟停機并計算設備運行效率。

    8、產品追溯:可追溯每塊組件產品的原料,使用的層壓機,每個區域的操作人員,硅膠固化時間、固化室溫度和濕度,產品功率等。

    9、用戶管理:不同的用戶具有不同的操作權限,一般人員只能瀏覽設備狀態和報表;具有權限的操作員可以控制系統運行。管理員可以修改系統參數等。

    2. 系統方案設計

    根據用戶情況分析,決定在車間的中控室設置一臺中控計算機,計算機上運行有MES數據采集和應用軟件,通過車間局域網與車間中的各PLC和儀表(S7-1200、S7-200、條碼掃描槍等)進行通信,采集設備運行信息并發送控制指令。在車間設置9臺現場終端計算機,用于記錄各階段相關信息;另外,需要設置一臺大屏液晶顯示器,通過以太網與中心計算機進行通信,并顯示對應的各種設備運行和任務信息。

    2.1 硬件架構

    硬件網絡拓撲圖如下:


    2.2 軟件功能模塊設計

    數據采集功能

    系統需要分別與S7-1200、S7-200、掃描槍等進行通信,總共需要采集約23臺設備的實時數據信息,負責傳輸的有400多個I/O點。

    畫面展示

    本系統的畫面展示包括中控室監控畫面和生產車間的實時看板兩部分。

    在中控室的中心計算機上,提供了車間所有現場設備工作狀況、數據變化的界面。并以動畫的方式來顯示現場設備工作狀態。界面具有瀏覽切換按鈕,可在各類型的畫面以及車間的畫面中來回切換。通過狀態窗口可以實時顯示生產線狀態總覽(運行情況、故障報警情況等),產品計數,雙擊設備圖,顯示該設備的詳細監視指標信息。

    數據記錄

    系統在運行過程中,除將實時采集的數據按照一定的要求(模擬量定時記錄、開關量變化記錄)進行數據記錄外,還將根據各數據點的實際物理意義自動運算并產生有實際意義的生產記錄。數據記錄在SQL Server數據庫中。在數據庫建模階段需要根據實際的生產數據和需求建立對應的數據庫表并編寫存儲過程等數據統計邏輯。

    報警、用戶管理、操作記錄

    對于采集的現場數據,設定其正常工作的上限、下限,當實際數據高于或低于各自的預先設定的閥值時,系統自動發出相關的報警。此外,對于設備的異常情況以及錯誤操作也可進行必要的報警。

    針對不同的報警級別,可以進行分類,以最快速度查到最緊急報警,并進行確認和處理。還可以進行存檔,保存到指定的數據庫中,以供將來歷史報警數據查詢。

    對于操作員可以根據級別和安全區設定不同的操作權限,操作員只能在指定的操作安全區內操作,系統可以詳細記錄操作員的具體操作,操作記錄可查詢。


    統計報表和趨勢曲線

    系統在運行過程中,除將實時采集的數據按照一定的要求(模擬量定時記錄、開關量變化記錄)進行數據記錄外,還將根據各數據點的實際物理意義自動運算并產生有實際意義的生產記錄,并根據這些數據記錄自動生成班次報表和日、月、年報表。此外,還可以根據日期、生產批次號等作為索引查詢對應的生產記錄和設備運行狀況,具體報表的數量和格式待詳細設計時確認。


    電子工單

    目前針對每片組件產品的生產,使用了一份紙版的“生產隨工單”進行人工記錄;而每片組件產品的生產一般只需要45秒,因此每天會打印大量的紙版“生產隨工單”,不便于生產數據的統計和追溯。

    系統可以將目前的“生產隨工單”調整為電子記錄,以節約生產線人員和防止人工差錯。針對工藝流程的每一步,記錄到系統中的內容大概有:設備編號、原料廠商、原料規格型號、原料批次號、生產檢測結果和原因、班組、操作員等信息。

    設備效率和預防性維修

    系統可以自動記錄工藝流程中設備的啟停機,并且計算設備的運行效率。

    根據用戶輸入的維修時間以及統計的設備運行時間以及實時采集的設備功耗等信息,可以實時檢測到設備的異常信息,并及時提醒用戶對設備進行維修。

    系統還可以保存每臺設備的維修和保養記錄。

    追蹤與追溯

    工藝流程的每一步,針對每片組件產品,系統通過現場計算機詳細記錄生產相關的各種信息,主要包括:

    (1)焊接時,焊接機號、電池片廠商、型號規格、電池片顏色等。

    2)排版時,玻璃、EVA、匯流條、背板的廠商和批次號等。

    3)層壓前目測和EL檢測中不合格產品的具體原因、操作人員、處理結果等。

    4)層壓后目測中不合格產品的具體原因、操作人員、處理結果等;以及自動修邊需要輸入設備的參數。

    5)硅膠固化時間,固化室溫度和濕度等。

    6 IV測試”、“EL終檢”中不合格產品的具體原因、操作人員、處理結果等。

    追蹤與追溯功能可以包括:

    1)根據產品批次號,查詢對應的工單、原料信息(廠商、規格型號、批次號)、使用的設備信息、每步操作的操作員、處理結果等。

    2)查詢指定生產設備的異常率、指定操作員的操作情況、每類測試各自的合格率等。

    3)根據產品型號,查詢同批次的所有產品信息。

    4)根據原料信息(廠商、規格型號、批次號),查詢對應的產品批次信息。

    5)根據產品批次號,查詢同批原料的所有批次的產品信息。


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