陳海寧 高潔

摘 要：文章對(duì)生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)的基本組成、功能描述、硬件架構(gòu)等方面進(jìn)行闡述，著重講解了生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方式以及下層計(jì)量業(yè)務(wù)的自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行控制和功能介紹，文章通過總分的方式對(duì)生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)的各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行原理、設(shè)計(jì)思路進(jìn)行說明。通過論述，介紹了生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)的建設(shè)及應(yīng)用，以及帶來的產(chǎn)能比較。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)；運(yùn)行監(jiān)控；智能倉儲(chǔ)；自動(dòng)檢定

1 電能計(jì)量生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)概述

1.1 總體描述

生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)按照功能領(lǐng)域主要包含兩大部分，它們分別是電能計(jì)量業(yè)務(wù)應(yīng)用管理與電能計(jì)量“四線一庫”自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行控制和仿真監(jiān)控。電能業(yè)務(wù)應(yīng)用管理內(nèi)容以省級(jí)計(jì)量中心生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)功能規(guī)范為依托，針對(duì)不同業(yè)務(wù)的差異化分析后形成涵蓋電能計(jì)量各業(yè)務(wù)流程的系統(tǒng)化管理模式，同時(shí)配合營銷系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，流程內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)化對(duì)照統(tǒng)一.在電能計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)方面，生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與自動(dòng)化檢定系統(tǒng)、智能化倉儲(chǔ)系統(tǒng)、資產(chǎn)識(shí)別系統(tǒng)等智能設(shè)備（系統(tǒng)）等系統(tǒng)的無縫對(duì)接與集成，以計(jì)劃為依據(jù)，綜合采購量、成品庫存量、原材料庫存量、設(shè)備、產(chǎn)能、交貨期等各方面的因素，生成科學(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃，并對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)度，能夠按計(jì)劃運(yùn)作。在安全生產(chǎn)過程中，將生產(chǎn)結(jié)果傳遞給營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，保證全業(yè)務(wù)流程閉環(huán)管理，為營銷優(yōu)質(zhì)服務(wù)提供技術(shù)支撐。

1.2 功能介紹

生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)建設(shè)是站在整個(gè)計(jì)量中心現(xiàn)代化管理要求角度，全面實(shí)現(xiàn)計(jì)量中心業(yè)務(wù)應(yīng)用。在功能實(shí)現(xiàn)方面涵蓋生產(chǎn)運(yùn)行管理、計(jì)量體系管理兩大部分，其中涉及采購驗(yàn)收、室內(nèi)檢定、倉儲(chǔ)管理、配送以及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核等14個(gè)功能模塊。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化檢定系統(tǒng)、智能倉儲(chǔ)等智能設(shè)備的運(yùn)行控制和監(jiān)控。

2 智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)

2.1 總體描述

智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)采用具領(lǐng)先的全自動(dòng)化立體表庫和自動(dòng)導(dǎo)引車組成。根據(jù)產(chǎn)量考慮，通過先進(jìn)的物流配送軟件完全實(shí)現(xiàn)了表計(jì)全自動(dòng)出入庫和輸送以及單、三相智能電能表、采集終端的倉儲(chǔ)管理，提高了工作效率，加快計(jì)量資產(chǎn)流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)庫存資產(chǎn)智能管理。

全系統(tǒng)采用框架結(jié)構(gòu)，以堆垛機(jī)取放貨與直筒輥道輸送的主體硬件結(jié)構(gòu)模式，并且按照現(xiàn)有或在建的廠房面積布局進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，全面考慮中心實(shí)際庫存容量與設(shè)計(jì)吞吐量，設(shè)計(jì)現(xiàn)有倉儲(chǔ)長度46.8m，寬度為26.8米，高度為6米，存儲(chǔ)周轉(zhuǎn)箱8624箱，其周轉(zhuǎn)箱采用標(biāo)準(zhǔn)塑料周轉(zhuǎn)箱承載各種規(guī)格的電能表，并且以兩個(gè)周轉(zhuǎn)箱作為一個(gè)倉儲(chǔ)單元。三相多功能電能表4只/箱。在上層軟件系統(tǒng)方面，依托計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)電表資產(chǎn)狀態(tài)、存放位置、庫存余量、進(jìn)出庫等進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能自動(dòng)化管理，其工作效率、精確度、規(guī)范化程度得到顯著提高。同時(shí)在國網(wǎng)公司倡導(dǎo)和要求實(shí)施的管理模式下，智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的建立將有效提高計(jì)量器具的出入庫、配送工作效率，提升省級(jí)計(jì)量中心的計(jì)量管理水平。

2.2 功能介紹

智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)從設(shè)計(jì)邏輯方面共分3個(gè)層面，其中設(shè)備物理層以堆垛機(jī)系統(tǒng)、輥道輸送系統(tǒng)構(gòu)筑成倉儲(chǔ)基本架構(gòu)，同時(shí)針對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)而派生出提升系統(tǒng)、AGV輸送系統(tǒng)等其他硬件結(jié)構(gòu)。在設(shè)備邏輯層方面，利用西門子公司PLC S7 300系列作為控制器，觸摸屏做人機(jī)界面，PLC負(fù)責(zé)處理運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、邏輯控制和各種安全保護(hù)、與上位機(jī)的通訊，是各種執(zhí)行設(shè)備的控制中樞。它從數(shù)據(jù)服務(wù)器中讀取管理工作站下達(dá)的各種操作任務(wù)，進(jìn)一步把操作任務(wù)分解成操作順序命令下達(dá)給各個(gè)執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)接受各個(gè)執(zhí)行設(shè)備返回的任務(wù)執(zhí)行情況和設(shè)備狀態(tài)等信息。在分解操作命令時(shí)，根據(jù)設(shè)備的使用情況協(xié)調(diào)多個(gè)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)出入庫和輸送操作多任務(wù)執(zhí)行。軟件控制層面立庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)上層數(shù)據(jù)管理和信息處理，應(yīng)用于管理終端上。能根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況合理的分配貨位，如均勻存放、先進(jìn)先出、按批發(fā)貨等。管理系統(tǒng)根據(jù)操作員的指令，完成下列各項(xiàng)任務(wù)。

3 單相電能表自動(dòng)化檢定線

3.1 總體描述

電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)充分利用了自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，使自動(dòng)化技術(shù)和電力系統(tǒng)檢定裝置充分結(jié)合。自動(dòng)檢定系統(tǒng)較傳統(tǒng)的檢定裝置在檢表的過程中可減少人為因素對(duì)電能表檢定的影響，提高檢定的工作效率、可靠性、穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)管理、信息化管理，并且節(jié)約了大量的人力。電能表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)用于電力公司的電表管理和檢定，成為電力公司提供電能表全生命周期管理的一部分。

3.2 功能介紹

系統(tǒng)采用模塊化功能實(shí)現(xiàn)方式、檢定單元呈樹形結(jié)構(gòu)布局的流水線作業(yè)設(shè)計(jì)，并與營銷系統(tǒng)、自動(dòng)化立體庫實(shí)現(xiàn)無縫銜接，實(shí)現(xiàn)檢定、物流配送的智能化管理。在嚴(yán)格按照單相電能表檢定規(guī)程的要求下，單相自動(dòng)化檢定線按照10個(gè)工位設(shè)計(jì)布局，它們分別是：上下料、CCD外觀檢查、耐壓、功耗測試、電能表檢定、拉合閘、密鑰下發(fā)測試和自動(dòng)貼標(biāo)工位。按照日檢定量900只測算，年檢定量20萬只。

檢定線動(dòng)力源采用氣動(dòng)方式控制托盤在線體內(nèi)的傳輸、運(yùn)行和頂升接駁。每一個(gè)檢定工位模塊，將就緒托盤從輸送線體上舉升到固定高度后進(jìn)行探針接駁，并開始相應(yīng)的檢定工作，待檢定工作結(jié)束后，頂升裝置下降，將托盤重新放置于輸送線體上，從而進(jìn)行下一個(gè)檢定工位模塊。每一個(gè)檢定工位模塊的設(shè)備物理實(shí)現(xiàn)均是采用此類方式進(jìn)行，進(jìn)而能夠完成一系列的功能作用。

4 三相電能表自動(dòng)化檢定裝置

4.1 總體描述

系統(tǒng)根據(jù)下達(dá)的電能表檢定任務(wù)，通過生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)調(diào)度控制，由自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)將待校驗(yàn)箱表出庫，AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車將料箱輸送至電能表授貨臺(tái)上。機(jī)器人完成拆箱工作，并將電能表掛到檢定工位上，同時(shí)機(jī)器人還負(fù)責(zé)外觀、標(biāo)志檢查、開編程蓋等工作，檢定裝置自動(dòng)完成耐壓試驗(yàn)、準(zhǔn)確度檢定和多功能試驗(yàn)等，根據(jù)檢定、檢測結(jié)論，檢定完畢后由機(jī)械手將電能表從檢定工位取下放入周轉(zhuǎn)箱，AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車將周轉(zhuǎn)箱輸送到倉庫，在生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下將裝有檢定完畢的電能表周轉(zhuǎn)箱出庫輸送至自動(dòng)貼標(biāo)和施封的流水線上，自動(dòng)化施封線將合格表和不合格表進(jìn)行分揀，合格表計(jì)進(jìn)入施封系統(tǒng)，完成封印和貼合格證最后一道工序。

4.2 功能介紹

三相電能表自動(dòng)化檢定裝置由自動(dòng)化檢定臺(tái)體、機(jī)械臂及控制柜組成，通過與AGV小車的無縫銜接實(shí)現(xiàn)，表計(jì)自動(dòng)上料、檢定、分揀、回庫等動(dòng)作。目前每個(gè)周轉(zhuǎn)箱裝4只三相電能表，AGV每次運(yùn)輸4個(gè)周轉(zhuǎn)箱，為達(dá)到AGV輸送量與檢定量的匹配，將表位數(shù)設(shè)計(jì)為4的倍數(shù)。結(jié)合三相電能表通常設(shè)計(jì)為16表位，故需要直通式檢定裝置4臺(tái)，滿足4臺(tái)三相檢定裝置一年的檢定量=單臺(tái)表位數(shù)×檢定裝置臺(tái)數(shù)×每天檢定輪數(shù)×全年工作日=16×4×3×250=48000只的檢定量。同時(shí)關(guān)鍵部件需要考慮備份，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠率來保障計(jì)量中心產(chǎn)能穩(wěn)定，檢定臺(tái)體和機(jī)器人按3：1進(jìn)行配比，充分提高機(jī)器人的檢定效率。故4臺(tái)三相電能表檢定裝置配備1臺(tái)檢定機(jī)器人。

5 結(jié)論

5.1 項(xiàng)目研究結(jié)論

生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)結(jié)合軟件技術(shù)、自動(dòng)化檢定技術(shù)、智能化倉儲(chǔ)技術(shù)、物流化配送技術(shù)、現(xiàn)場生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量設(shè)備的集中檢定、集中倉儲(chǔ)、統(tǒng)一配送、統(tǒng)一監(jiān)督。為省計(jì)量中心生產(chǎn)、經(jīng)營、管理提供技術(shù)支撐，落實(shí)以全面推進(jìn)“三集五大”工作為核心轉(zhuǎn)變公司發(fā)展方式的總體部署。

5.2 產(chǎn)能分析

項(xiàng)目投運(yùn)以來，從計(jì)量業(yè)務(wù)的型式轉(zhuǎn)變、產(chǎn)量分析、檢定效率、資產(chǎn)流轉(zhuǎn)等不同方面得到明顯的改進(jìn)與提升，并且整個(gè)系統(tǒng)思路清晰，上下層系統(tǒng)間關(guān)系明了，易于操作。系統(tǒng)運(yùn)行流暢，在檢定能力及資產(chǎn)管理方面明顯優(yōu)于以往，不僅在檢定量及檢定能力上得到大幅度提高，而且使得計(jì)量設(shè)備資產(chǎn)的運(yùn)作流程更加清晰化。

參考文獻(xiàn)

[1]國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).省級(jí)計(jì)量中心建設(shè)通用設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見.

[2]國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).省級(jí)計(jì)量中心生產(chǎn)調(diào)度平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)導(dǎo)則.

[3]國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).省級(jí)計(jì)量中心自動(dòng)化檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范.