基于OPC技術(shù)的防誤防錯(cuò)用鑰匙管理盤(pán)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王鵬　周廣宏

摘 要：多種生產(chǎn)類(lèi)型的企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，材料需要進(jìn)行移動(dòng)式倉(cāng)儲(chǔ)管理，如何防錯(cuò)防誤，成為必須要解決的問(wèn)題。本文提出基于OPC通訊技術(shù)的鑰匙管理盤(pán)，管理移動(dòng)式倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)，確保整個(gè)操作流程的正確性和唯一性。

關(guān)鍵詞：OPC；防誤防錯(cuò)；鑰匙管理；數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言（Introduction）

防誤防錯(cuò)理論，是用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理。需要借助于各種技術(shù)和手段，使得操作人員“傻瓜化”，也就是實(shí)現(xiàn)操作的唯一性。需要根據(jù)具體工藝特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)嚴(yán)密的適合現(xiàn)場(chǎng)操作的相關(guān)操作界面（人機(jī)交互）。事實(shí)上，沒(méi)有完全相同的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。多種生產(chǎn)類(lèi)型的企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，涉及倉(cāng)儲(chǔ)管理，特別是移動(dòng)式倉(cāng)儲(chǔ)，容易出現(xiàn)錯(cuò)拿錯(cuò)放、誤拿誤放等現(xiàn)象，從而影響生產(chǎn)質(zhì)量和效率。面對(duì)這些問(wèn)題，在借鑒傳統(tǒng)的插牌管理的基礎(chǔ)上，結(jié)合精細(xì)化管理的發(fā)展方向，提出用鑰匙——插牌鎖的方式進(jìn)行管理，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理材料名稱(chēng)、存儲(chǔ)移動(dòng)車(chē)號(hào)、存放的時(shí)間以及重量，當(dāng)存儲(chǔ)材料時(shí)，系統(tǒng)推薦存放的存儲(chǔ)車(chē)號(hào)，并記錄下存放時(shí)間、存放的存儲(chǔ)車(chē)號(hào)；當(dāng)取材料時(shí)，依據(jù)存放時(shí)間，提供到哪個(gè)存儲(chǔ)車(chē)中提取，既實(shí)現(xiàn)操作流程的唯一性，又避免材料過(guò)期等因素導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降和成本上升。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（Architecture）

如圖1所示，鑰匙管理盤(pán)包括面板、PLC、PC及掃描槍。在不同的操作界面中，掃描槍掃描到條碼信息，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的表中。當(dāng)進(jìn)行出入庫(kù)操作時(shí)，PC需要與PLC進(jìn)行通信，PLC控制鑰匙管理盤(pán)面板上燈信息，采集鑰匙狀態(tài)信息。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)操作流程的唯一性，進(jìn)行防誤防錯(cuò)管理。

圖1 鑰匙管理盤(pán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Fig.1 Architecture of keys manage panel

3 OPC通信技術(shù)（OPC Technology）

在基于PC的控制系統(tǒng)中，OPC已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)。OPC技術(shù)采用客戶(hù)端/服務(wù)器（C/S）方式進(jìn)行信息交換[1，2]。其中，OPC服務(wù)器封裝了過(guò)程信息來(lái)源，可以通過(guò)OPC服務(wù)器提供的接口進(jìn)行訪問(wèn)。當(dāng)OPC客戶(hù)端成功連接到OPC服務(wù)器后，可以訪問(wèn)和使用它所提供的數(shù)據(jù)。OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)（DA）接口可以讀、寫(xiě)、監(jiān)測(cè)包含當(dāng)前過(guò)程數(shù)據(jù)的變量[3]。此系統(tǒng)中，應(yīng)用了KEPServerEx作為OPC服務(wù)器，在創(chuàng)建OPC客戶(hù)端應(yīng)用程序時(shí)，通過(guò)創(chuàng)建服務(wù)器對(duì)象Group1來(lái)建立一個(gè)到服務(wù)器的連接。該對(duì)象提供方法尋找項(xiàng)目和它們的屬性，如數(shù)據(jù)類(lèi)型和訪問(wèn)地址，如圖2所示。此系統(tǒng)中，共需要建立18個(gè)項(xiàng)目，其中9個(gè)項(xiàng)目表示9把鑰匙，當(dāng)需要哪把鑰匙，就通過(guò)對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目向PLC寫(xiě)入1；另外9個(gè)項(xiàng)目表示9把鑰匙歸還的狀態(tài)。

圖2 Group1對(duì)象

Fig.2 Group1 object

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（System realization）

此鑰匙管理盤(pán)共有9把鑰匙，可以管理9種材料。每種材料有對(duì)應(yīng)的條碼管理，移動(dòng)存儲(chǔ)車(chē)用條碼和車(chē)號(hào)管理。當(dāng)入庫(kù)時(shí)，掃描槍掃描工單條碼，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，依據(jù)時(shí)間的先后原則，查詢(xún)出可以取出的材料所在的移動(dòng)存儲(chǔ)車(chē)車(chē)號(hào)，工人依據(jù)此車(chē)號(hào)取來(lái)此車(chē)，掃描車(chē)上條碼進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)后，PC把對(duì)應(yīng)車(chē)號(hào)的鑰匙信息，通過(guò)OPC向PLC寫(xiě)入，從而鑰匙管理盤(pán)面板上對(duì)應(yīng)鑰匙的指示燈點(diǎn)亮，提醒工人取此鑰匙，打開(kāi)此車(chē)取料，用完后歸還，以備后續(xù)操作。在此過(guò)程中，最多只有一把鑰匙離開(kāi)面板，否則會(huì)報(bào)警；另外鑰匙未歸還，PC也不能進(jìn)行下一次掃描工單的操作。

4.1 系統(tǒng)操作時(shí)序圖

如圖3所示，為上位機(jī)與鑰匙管理盤(pán)面板通信時(shí)序。當(dāng)移動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)確定后，上位機(jī)寫(xiě)入1，PLC控制鑰匙管理盤(pán)面板上的鑰匙指示燈點(diǎn)亮，當(dāng)工人取走對(duì)應(yīng)的鑰匙后，鑰匙傳感器無(wú)信號(hào)，一直到鑰匙歸還后，產(chǎn)生信號(hào)，同時(shí)鑰匙指示燈滅，PLC給上位機(jī)0信號(hào)，從而上位機(jī)可以進(jìn)行下一次操作。

圖3 PC與鑰匙管理盤(pán)面板通信時(shí)序

Fig.3 Time sequence between PC and interface of keys

manage panel

4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)

此項(xiàng)目中采用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)和Visual Studio 2010開(kāi)發(fā)軟件。如圖4所示，為系統(tǒng)的主界面。具有信息管理和出入庫(kù)管理2個(gè)菜單。信息管理包括材料管理表和車(chē)號(hào)管理表，為數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；出入庫(kù)管理包括入庫(kù)和出庫(kù)操作，其中入庫(kù)是建立材料管理表和車(chē)號(hào)管理表之間的聯(lián)系，生成入庫(kù)表；出庫(kù)時(shí)，依據(jù)材料的入庫(kù)時(shí)間的先后順序（先進(jìn)先出）進(jìn)行查詢(xún)，提供車(chē)號(hào)和鑰匙號(hào)，便于工人進(jìn)行防誤防錯(cuò)操作。

圖4 鑰匙管理盤(pán)上位機(jī)主界面

Fig.4 Main interface on PC of keys manage panel

5 結(jié)論（Conclusion）

本系統(tǒng)結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程的精細(xì)化管理思想，充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料進(jìn)行移動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)式管理。其中電腦屏幕的顯示、操作以及鑰匙的取、還等動(dòng)作，切換自然、符合現(xiàn)場(chǎng)操作的簡(jiǎn)易、便捷性。每一個(gè)操作都具有唯一性，避免了錯(cuò)拿誤拿，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 石靈丹，等.基于OPC技術(shù)的PC與西門(mén)子PLC的實(shí)時(shí)通訊[J]. 船電技術(shù)，2011，31（1）：9-12.

[2] 韓洋.OPC接口技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].硅谷， 2015，4：93-94.

[3] Wolfgang Mahnke，Stefan-Helmut leitner，Matthias Damm.OPC 統(tǒng)一架構(gòu)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

作者簡(jiǎn)介：

王 鵬（1992-），男，大專(zhuān)生.研究領(lǐng)域：電氣自動(dòng)化.

周廣宏（1977-），男，碩士，講師.研究領(lǐng)域：電氣自動(dòng)化.