摘要：鋰離子電池車間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用力控企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace實現(xiàn)車間設(shè)備互聯(lián)互通，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換服務(wù)，用于將生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備情況、質(zhì)量檢驗的實時數(shù)據(jù)采集及歷史數(shù)據(jù)歸檔，供企業(yè)執(zhí)行制造系統(tǒng)MES、大數(shù)據(jù)平臺FCloud分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，解決生產(chǎn)過程中的痛點。
通過該系統(tǒng)的建設(shè)，實現(xiàn)了從車間數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度管理到企業(yè)經(jīng)營決策等全過程自動化、高效化、科學(xué)化管理。
1、項目概述
鋰離子電池車間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以采集車間的作業(yè)數(shù)據(jù)，并將采集數(shù)據(jù)存儲于控制中心數(shù)據(jù)庫，而MES系統(tǒng)可以直接訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接。
該系統(tǒng)建設(shè)通過力控ForceCon產(chǎn)品家族中的企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫（pSpace）對現(xiàn)場加工設(shè)備的控制器，觸摸屏、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)進行采集，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的綜合匯總。采用力控綜合可視化平臺FWebView V3.0實現(xiàn)智能調(diào)度中控室遠程數(shù)據(jù)顯示、監(jiān)測及設(shè)備控制、報警及任務(wù)發(fā)布等功能。
從而解決了車間現(xiàn)場信息孤島問題，打通生產(chǎn)管理與生產(chǎn)過程的阻礙，方便客戶對各車間集中遠程監(jiān)控及管理，提升生產(chǎn)過程管控能力，最終達到產(chǎn)能增效的作用。
2、系統(tǒng)設(shè)計方案
系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫軟件中的數(shù)據(jù)采集服務(wù)程序（IOServer），可從PLC/觸摸屏中讀取設(shè)備狀態(tài)信息、工藝信息、報警點等，采集數(shù)據(jù)按周期按照變化存儲方案將數(shù)據(jù)推送到力控企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace中，可根據(jù)實時數(shù)據(jù)及報警規(guī)則產(chǎn)生關(guān)鍵工藝參數(shù)的報警信息，歷史數(shù)據(jù)歸檔按照5-10年的架構(gòu)設(shè)計，長期歸檔海量歷史數(shù)據(jù)。
綜合可視化平臺（FWebView）采用HTML5的可視化方式呈現(xiàn)到智能控制中心系統(tǒng)中，主要顯示現(xiàn)場車間設(shè)備總頁面數(shù)據(jù)信息以及各設(shè)備單個頁面信息，使其可實時查看到車間各臺設(shè)備狀態(tài)、工藝值以及報警點，實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)遠程調(diào)度及看板可視化功能。
鋰離子電池生產(chǎn)車間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)圖
企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫（pSpace）監(jiān)控圖
基于HTML5技術(shù)的車間設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控圖
整個系統(tǒng)主體圍繞新能源動力電池制造車間，包括混料、涂布、輥壓、分切、制片、卷繞、裝配、注液、化成以及全自動生產(chǎn)線等重要工序，實現(xiàn)對車間設(shè)備數(shù)據(jù)采集，對設(shè)備實際運行的狀態(tài)及工作參數(shù)進行監(jiān)控，處理生產(chǎn)過程中的異常狀況；以及在系統(tǒng)中嵌套了視頻監(jiān)控功能，這使得鋰電企業(yè)的“計劃”與“生產(chǎn)”密切配合，讓企業(yè)管理者在最短的時間內(nèi)掌握現(xiàn)場的變化，快速修正從而保證計劃合理；并完美的支持了現(xiàn)場設(shè)備廠家的多樣性和通訊協(xié)議的多樣性，為提高工廠生產(chǎn)關(guān)鍵性能做出最大的努力。
目前支持的廠家型號列表
生產(chǎn)加工流程圖及各工序詳細信息如下所示：
生產(chǎn)加工流程圖
1）混料：混料工藝在鋰離子電池的整個生產(chǎn)工藝中對產(chǎn)品的品質(zhì)影響度大于30%，是整個生產(chǎn)工藝中最重要的環(huán)節(jié)，通過主線控制器采集控制溶液的攪拌時間、攪拌頻率和次數(shù)（及溶液表面溫度）等，實現(xiàn)了現(xiàn)場對漿料、混料固含量、粘度、混料細度、振實密度、漿料密度進行準確監(jiān)測，通過力控企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)實時對電池材料混料和攪拌設(shè)備監(jiān)控。
2）涂布：包含涂布前/中/后段，全段通過實時數(shù)據(jù)庫接入涂布機控制器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了動態(tài)批量檢測、敷料量的計算、極片效果及裁片數(shù)據(jù)，動態(tài)結(jié)合MES批次狀態(tài)，實現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)與工單配合，達到生產(chǎn)過程合理優(yōu)化，實現(xiàn)加工過程中能夠保持在制品涂布卷的張力穩(wěn)定。
3）輥壓：監(jiān)控松下FP-XC38AT/三菱FX3U-48MT，根據(jù)輥壓機的工藝控制和中控操作要求設(shè)置通信信號，來達到遠程監(jiān)視的目的。系統(tǒng)監(jiān)測減速器裝置的溫度保護，潤滑泵的運行狀態(tài)以及實際速度、實際壓力、設(shè)定壓力等工藝參數(shù)以及設(shè)備工作狀態(tài)。
4）分切：通過三菱公司PLC采集數(shù)據(jù)對分切機運行狀態(tài)進行集中監(jiān)控，可通過查看實時采集的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)場對分切機速度、張力等工藝參數(shù)的控制以及各部分電路的控制和變頻器的轉(zhuǎn)速監(jiān)視。
5）制片：包括對分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護膠紙、極耳包膠和收卷或定長裁斷的數(shù)據(jù)監(jiān)視，其中收卷極片用于后續(xù)的全自動卷繞，定長裁斷極片用于后續(xù)的半自動卷繞；采集壓片、分片、分檔稱片、烘烤狀態(tài)信息；動態(tài)實時跟蹤制片過程，實現(xiàn)工藝流程的產(chǎn)線透明化。
6）裝配線：鋰電池電芯裝配生產(chǎn)線的整個過程通過PLC采集數(shù)據(jù)，并使用數(shù)據(jù)傳輸接口將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)傳輸給MES系統(tǒng)、實現(xiàn)材料參數(shù)和制造數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，并可以及時存儲和跟蹤質(zhì)量信息。
7）卷繞：半自動卷繞機通過觸摸屏的形式進行采集數(shù)據(jù)，采集出各型號的識別、隔膜紙、卷尺的規(guī)格、鋼（鋁）殼的卷繞、結(jié)存極片的標識狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息。通過數(shù)據(jù)庫同步組件將生產(chǎn)信息轉(zhuǎn)儲至MES后臺數(shù)據(jù)庫中，為MES平臺整鋰電生產(chǎn)數(shù)據(jù)追溯提供基礎(chǔ)。
8）注液：通過pSpace實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，直觀地表現(xiàn)出注液過程中各型號注液量、手套箱內(nèi)的濕度和室內(nèi)溫度、電池水分及抽真空時間的變化等。
9）化成：鋰電池出廠前必須要經(jīng)過化成檢測工序以保證電池的質(zhì)量，通過大數(shù)據(jù)平臺的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采集，將化成數(shù)據(jù)庫（Access）數(shù)據(jù)遠傳到大數(shù)據(jù)平臺，并根據(jù)大數(shù)據(jù)算法實現(xiàn)電池化成產(chǎn)量分布及一致性選擇，使現(xiàn)場工人根據(jù)分布情況及計算結(jié)果狀態(tài)對鋰電池更有效的分選，使電池達到一個穩(wěn)定的水平。
4、項目總結(jié)
鋰離子電池車間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)鋰電池生產(chǎn)過程先進的實時監(jiān)控。企業(yè)各部門可通過該系統(tǒng)完成生產(chǎn)過程、設(shè)備、物料、質(zhì)量和人員的全面管理與控制，打通與企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的通道，助力企業(yè)管理者在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)透明化，是構(gòu)成智能化工廠建設(shè)的基石。
