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摘要：鋰離子電池車間數據采集系統采用力控企業級實時歷史數據庫pSpace實現車間設備互聯互通，構建統一的數據交換服務，用于將生產現場的設備情況、質量檢驗的實時數據采集及歷史數據歸檔，供企業執行制造系統MES、大數據平臺FCloud分析關鍵環節數據，解決生產過程中的痛點。

通過該系統的建設，實現了從車間數據采集、生產調度管理到企業經營決策等全過程自動化、高效化、科學化管理。

1、項目概述

鋰離子電池車間數據采集系統可以采集車間的作業數據，并將采集數據存儲于控制中心數據庫，而MES系統可以直接訪問數據庫服務，從而實現數據的無縫對接。

該系統建設通過力控ForceCon產品家族中的企業級實時歷史數據庫（pSpace）對現場加工設備的控制器，觸摸屏、數據采集網關進行采集，完成現場數據的綜合匯總。采用力控綜合可視化平臺FWebView V3.0實現智能調度中控室遠程數據顯示、監測及設備控制、報警及任務發布等功能。

從而解決了車間現場信息孤島問題，打通生產管理與生產過程的阻礙，方便客戶對各車間集中遠程監控及管理，提升生產過程管控能力，最終達到產能增效的作用。

2、系統設計方案

系統采用數據庫軟件中的數據采集服務程序（IOServer），可從PLC/觸摸屏中讀取設備狀態信息、工藝信息、報警點等，采集數據按周期按照變化存儲方案將數據推送到力控企業級實時歷史數據庫pSpace中，可根據實時數據及報警規則產生關鍵工藝參數的報警信息，歷史數據歸檔按照5-10年的架構設計，長期歸檔海量歷史數據。

綜合可視化平臺（FWebView）采用HTML5的可視化方式呈現到智能控制中心系統中，主要顯示現場車間設備總頁面數據信息以及各設備單個頁面信息，使其可實時查看到車間各臺設備狀態、工藝值以及報警點，實現生產調度生產遠程調度及看板可視化功能。

鋰離子電池生產車間數據采集系統架構圖

企業級實時歷史數據庫（pSpace）監控圖

基于HTML5技術的車間設備狀態監控圖

整個系統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線等重要工序，實現對車間設備數據采集，對設備實際運行的狀態及工作參數進行監控，處理生產過程中的異常狀況；以及在系統中嵌套了視頻監控功能，這使得鋰電企業的“計劃”與“生產”密切配合，讓企業管理者在最短的時間內掌握現場的變化，快速修正從而保證計劃合理；并完美的支持了現場設備廠家的多樣性和通訊協議的多樣性，為提高工廠生產關鍵性能做出最大的努力。

目前支持的廠家型號列表

生產加工流程圖及各工序詳細信息如下所示：

生產加工流程圖

1）混料：混料工藝在鋰離子電池的整個生產工藝中對產品的品質影響度大于30%，是整個生產工藝中最重要的環節，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（及溶液表面溫度）等，實現了現場對漿料、混料固含量、粘度、混料細度、振實密度、漿料密度進行準確監測，通過力控企業級實時歷史數據實時對電池材料混料和攪拌設備監控。

2）涂布：包含涂布前/中/后段，全段通過實時數據庫接入涂布機控制器數據，實現了動態批量檢測、敷料量的計算、極片效果及裁片數據，動態結合MES批次狀態，實現生產狀態與工單配合，達到生產過程合理優化，實現加工過程中能夠保持在制品涂布卷的張力穩定。

3）輥壓：監控松下FP-XC38AT/三菱FX3U-48MT，根據輥壓機的工藝控制和中控操作要求設置通信信號，來達到遠程監視的目的。系統監測減速器裝置的溫度保護，潤滑泵的運行狀態以及實際速度、實際壓力、設定壓力等工藝參數以及設備工作狀態。

4）分切：通過三菱公司PLC采集數據對分切機運行狀態進行集中監控，可通過查看實時采集的數據，實現現場對分切機速度、張力等工藝參數的控制以及各部分電路的控制和變頻器的轉速監視。

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據監視，其中收卷極片用于后續的全自動卷繞，定長裁斷極片用于后續的半自動卷繞；采集壓片、分片、分檔稱片、烘烤狀態信息；動態實時跟蹤制片過程，實現工藝流程的產線透明化。

6）裝配線：鋰電池電芯裝配生產線的整個過程通過PLC采集數據，并使用數據傳輸接口將生產過程數據傳輸給MES系統、實現材料參數和制造數據的導入，并可以及時存儲和跟蹤質量信息。

7）卷繞：半自動卷繞機通過觸摸屏的形式進行采集數據，采集出各型號的識別、隔膜紙、卷尺的規格、鋼（鋁）殼的卷繞、結存極片的標識狀態等數據信息。通過數據庫同步組件將生產信息轉儲至MES后臺數據庫中，為MES平臺整鋰電生產數據追溯提供基礎。

8）注液：通過pSpace實現數據采集，直觀地表現出注液過程中各型號注液量、手套箱內的濕度和室內溫度、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過化成檢測工序以保證電池的質量，通過大數據平臺的結構化數據采集，將化成數據庫（Access）數據遠傳到大數據平臺，并根據大數據算法實現電池化成產量分布及一致性選擇，使現場工人根據分布情況及計算結果狀態對鋰電池更有效的分選，使電池達到一個穩定的水平。

4、項目總結

鋰離子電池車間數據采集系統建設，實現鋰電池生產過程先進的實時監控。企業各部門可通過該系統完成生產過程、設備、物料、質量和人員的全面管理與控制，打通與企業制造執行系統MES的通道，助力企業管理者在生產過程中生產透明化，是構成智能化工廠建設的基石。