基于OPC技術的防誤防錯用鑰匙管理盤設計與實現

王鵬　周廣宏

摘 要：多種生產類型的企業在生產過程中，材料需要進行移動式倉儲管理，如何防錯防誤，成為必須要解決的問題。本文提出基于OPC通訊技術的鑰匙管理盤，管理移動式倉儲車，確保整個操作流程的正確性和唯一性。

關鍵詞：OPC；防誤防錯；鑰匙管理；數據庫

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

防誤防錯理論，是用于生產現場質量管理。需要借助于各種技術和手段，使得操作人員“傻瓜化”，也就是實現操作的唯一性。需要根據具體工藝特點進行設計嚴密的適合現場操作的相關操作界面（人機交互）。事實上，沒有完全相同的設計和實現。多種生產類型的企業現場，涉及倉儲管理，特別是移動式倉儲，容易出現錯拿錯放、誤拿誤放等現象，從而影響生產質量和效率。面對這些問題，在借鑒傳統的插牌管理的基礎上，結合精細化管理的發展方向，提出用鑰匙——插牌鎖的方式進行管理，通過數據庫管理系統管理材料名稱、存儲移動車號、存放的時間以及重量，當存儲材料時，系統推薦存放的存儲車號，并記錄下存放時間、存放的存儲車號；當取材料時，依據存放時間，提供到哪個存儲車中提取，既實現操作流程的唯一性，又避免材料過期等因素導致產品質量下降和成本上升。

2 系統結構（Architecture）

如圖1所示，鑰匙管理盤包括面板、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，存儲到數據庫對應的表中。當進行出入庫操作時，PC需要與PLC進行通信，PLC控制鑰匙管理盤面板上燈信息，采集鑰匙狀態信息。此系統實現操作流程的唯一性，進行防誤防錯管理。

圖1 鑰匙管理盤系統結構

Fig.1 Architecture of keys manage panel

3 OPC通信技術（OPC Technology）

在基于PC的控制系統中，OPC已經成為工業自動化系統之間進行數據交換的標準。OPC技術采用客戶端/服務器（C/S）方式進行信息交換[1，2]。其中，OPC服務器封裝了過程信息來源，可以通過OPC服務器提供的接口進行訪問。當OPC客戶端成功連接到OPC服務器后，可以訪問和使用它所提供的數據。OPC數據訪問（DA）接口可以讀、寫、監測包含當前過程數據的變量[3]。此系統中，應用了KEPServerEx作為OPC服務器，在創建OPC客戶端應用程序時，通過創建服務器對象Group1來建立一個到服務器的連接。該對象提供方法尋找項目和它們的屬性，如數據類型和訪問地址，如圖2所示。此系統中，共需要建立18個項目，其中9個項目表示9把鑰匙，當需要哪把鑰匙，就通過對應的項目向PLC寫入1；另外9個項目表示9把鑰匙歸還的狀態。

圖2 Group1對象

Fig.2 Group1 object

4 系統實現（System realization）

此鑰匙管理盤共有9把鑰匙，可以管理9種材料。每種材料有對應的條碼管理，移動存儲車用條碼和車號管理。當入庫時，掃描槍掃描工單條碼，通過數據庫管理系統，依據時間的先后原則，查詢出可以取出的材料所在的移動存儲車車號，工人依據此車號取來此車，掃描車上條碼進行確認，確認后，PC把對應車號的鑰匙信息，通過OPC向PLC寫入，從而鑰匙管理盤面板上對應鑰匙的指示燈點亮，提醒工人取此鑰匙，打開此車取料，用完后歸還，以備后續操作。在此過程中，最多只有一把鑰匙離開面板，否則會報警；另外鑰匙未歸還，PC也不能進行下一次掃描工單的操作。

4.1 系統操作時序圖

如圖3所示，為上位機與鑰匙管理盤面板通信時序。當移動倉儲車確定后，上位機寫入1，PLC控制鑰匙管理盤面板上的鑰匙指示燈點亮，當工人取走對應的鑰匙后，鑰匙傳感器無信號，一直到鑰匙歸還后，產生信號，同時鑰匙指示燈滅，PLC給上位機0信號，從而上位機可以進行下一次操作。

圖3 PC與鑰匙管理盤面板通信時序

Fig.3 Time sequence between PC and interface of keys

manage panel

4.2 數據庫

此項目中采用SQL Server 2008數據庫和Visual Studio 2010開發軟件。如圖4所示，為系統的主界面。具有信息管理和出入庫管理2個菜單。信息管理包括材料管理表和車號管理表，為數據庫的基礎數據；出入庫管理包括入庫和出庫操作，其中入庫是建立材料管理表和車號管理表之間的聯系，生成入庫表；出庫時，依據材料的入庫時間的先后順序（先進先出）進行查詢，提供車號和鑰匙號，便于工人進行防誤防錯操作。

圖4 鑰匙管理盤上位機主界面

Fig.4 Main interface on PC of keys manage panel

5 結論（Conclusion）

本系統結合生產過程的精細化管理思想，充分利用數據庫管理系統的基礎上，實現了對材料進行移動倉儲式管理。其中電腦屏幕的顯示、操作以及鑰匙的取、還等動作，切換自然、符合現場操作的簡易、便捷性。每一個操作都具有唯一性，避免了錯拿誤拿，提高了產品質量和生產效率。

參考文獻（References）

[1] 石靈丹，等.基于OPC技術的PC與西門子PLC的實時通訊[J]. 船電技術，2011，31（1）：9-12.

[2] 韓洋.OPC接口技術在工業自動化系統中的應用[J].硅谷， 2015，4：93-94.

[3] Wolfgang Mahnke，Stefan-Helmut leitner，Matthias Damm.OPC 統一架構[M].北京：機械工業出版社，2012.

作者簡介：

王 鵬（1992-），男，大專生.研究領域：電氣自動化.

周廣宏（1977-），男，碩士，講師.研究領域：電氣自動化.