“我們對(duì)延長(zhǎng)了中壓柜的使用壽命感到非常自豪。”SwitchGear公司（SGC）的所有者和CEO——Sophie Vandoorne滿意地說道。SGC是一家來自比利時(shí)的中壓柜制造商，主要開發(fā)和生產(chǎn)用于室內(nèi)、外應(yīng)用的中壓柜，并以“專為經(jīng)久、耐用制造”為經(jīng)營(yíng)座右銘，其在全球范圍內(nèi)可提供包含電氣開關(guān)柜組件、中壓電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于工廠、醫(yī)院、農(nóng)業(yè)、園藝和其他領(lǐng)域。

SGC的中壓柜可以將3～36kV的中壓轉(zhuǎn)換成231V、400V、690V的低壓。當(dāng)出現(xiàn)短路或者過電壓的情況，此中壓柜可以通過帶集成熔斷器或者斷路器的隔離開關(guān)，確保電路被斷開，起到保護(hù)作用。在此過程中，SGC榮獲專利的“滅弧裝置”也可確保操作人員100%的安全。

幾年前，SGC主要致力于開發(fā)和生產(chǎn)DF-2模塊化中壓柜。客戶根據(jù)自身的需求組合不同的模塊，例如變壓器、測(cè)量單元、配電板和其他組件。一旦發(fā)生問題諸如電流泄漏的問題，則可能會(huì)引起電弧火焰，導(dǎo)致其中一個(gè)模塊爆炸，在這種情況下必須更換掉爆炸的模塊。由于整套開關(guān)設(shè)備的使用壽命通常超過30年，因此采用DF-2模塊化中壓柜的解決方案是較為經(jīng)濟(jì)可行的。

然而，市場(chǎng)需要性價(jià)比更高的解決方案，同時(shí)不影響安全。隨后SGC開發(fā)了DR-/DT-6系列產(chǎn)通過可編程BL20網(wǎng)關(guān)，圖爾克能夠提供接管控制任務(wù)的解決方案，從而獨(dú)立于更高級(jí)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，此系統(tǒng)通過TCP/IP與SGC的ERP系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

★圖爾克（天津）傳感器有限公司品。這些緊湊型單元模塊將中壓柜的不同功能組合在一個(gè)外殼中，形成環(huán)網(wǎng)柜 (RMU)。最初SGC生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)柜時(shí)主要采用單件生產(chǎn)模式。然而，隨著供應(yīng)需求的增加，需要一條自動(dòng)化生產(chǎn)線，將手動(dòng)操作降到最低，以便經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)RMU。

巨大的產(chǎn)品差異需要智能化生產(chǎn)

從獨(dú)立型（結(jié)合不同的開關(guān)柜功能）到可擴(kuò)展單元，每個(gè)中壓柜都可以選擇是否攜帶“滅弧裝置”。如果使用手動(dòng)操作生產(chǎn)，種類繁多的產(chǎn)品需要在生產(chǎn)文檔中進(jìn)行最大程度的維護(hù)，尤其是RMU在生產(chǎn)過程中、后期必須進(jìn)行的測(cè)試。

為確保RMU不受高度復(fù)雜性的影響，進(jìn)行高效、無誤的生產(chǎn)，SGC決定采用RFID系統(tǒng)。這需要在生產(chǎn)過程中隨時(shí)使用一次性識(shí)別碼來識(shí)別每個(gè)RMU。因此，來自ERP系統(tǒng)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)都與該識(shí)別碼進(jìn)行連接，并在生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)隨時(shí)可用。

SGC負(fù)責(zé)產(chǎn)品的工程師Patrick De Clercq很快就否決了使用條形碼識(shí)別產(chǎn)品的這一做法。他希望可以避免手動(dòng)讀取過程，從而最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)準(zhǔn)確無誤解讀識(shí)別碼的系統(tǒng)。在現(xiàn)有環(huán)境中，存在許多不銹鋼反射面和不斷變化的光照條件，而RFID解決方案要優(yōu)于光學(xué)傳感器系統(tǒng)。

UHF系統(tǒng)具備大檢測(cè)距離

僅靠HF技術(shù)可達(dá)到70cm的最大讀寫距離是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。開關(guān)柜的尺寸變化很大，因此無法確定標(biāo)簽的精確位置來確保使用HF讀寫頭可靠讀取信息。“此外，在后期生產(chǎn)階段，多個(gè)產(chǎn)品被放置在一個(gè)滑撬上，而這些產(chǎn)品信息都必須被記錄。” PatrickDe Clercq解釋了他選擇使用大檢測(cè)距離的UHF系統(tǒng)的原因。在項(xiàng)目實(shí)施期間，Patrick De Clercq和他的團(tuán)隊(duì)共測(cè)試了多家制造商的UHF系統(tǒng)。

UHF系統(tǒng)需具備提供TCP/IP連接的能力，以便與公司ERP系統(tǒng)建立連接，形成DF-One系統(tǒng)，由提供者內(nèi)部IT團(tuán)隊(duì)針對(duì)SGC需求進(jìn)行編程，并根據(jù)不斷變化的需求進(jìn)行多次修改。同時(shí)，該系統(tǒng)接管了MRP系統(tǒng)的物料需求計(jì)劃和管理任務(wù)。

盡管圖爾克的UHF讀寫頭沒有提供集成的TCP/IP接口，但是圖爾克可以通過結(jié)合其BL20 RFID接口和I/O系統(tǒng)來滿足GSC的需求。此外，通過可編程BL20網(wǎng)關(guān)，圖爾克能夠提供接管控制任務(wù)的解決方案，從而獨(dú)立于更高級(jí)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，此系統(tǒng)通過TCP/IP與SGC的ERP系統(tǒng)進(jìn)行通訊。“我們想要一個(gè)能夠獨(dú)立運(yùn)行的解決方案，只需要與ERP系統(tǒng)交換必要的信息。” Patrick De Clercq解釋道。

SGC通過只允許BL20-RFID接口的一個(gè)讀寫頭進(jìn)行讀取，從而最大限度降低雙重讀取的風(fēng)險(xiǎn)。TurckMultiprox是圖爾克在比利時(shí)的子公司，在整個(gè)項(xiàng)目過程中為SGC提供支持，并負(fù)責(zé)使用Codesys對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程。

利用34個(gè)UHF讀寫頭，SGC現(xiàn)在能夠在生產(chǎn)線的所有生產(chǎn)階段檢測(cè)產(chǎn)品，包含一個(gè)初始讀寫頭檢測(cè)原材料在全自動(dòng)化的運(yùn)送倉庫中的庫存。此外讀寫頭還被安裝在每個(gè)工作場(chǎng)所，例如裝配區(qū)、焊接機(jī)器人、測(cè)試站、泄漏測(cè)試系統(tǒng)。根據(jù)特定工作站所需的檢測(cè)距離，可使用Q120UHF讀寫頭或者具備更大檢測(cè)距離的Q175 UHF讀寫頭。

更快、更可靠的測(cè)試功能

“RFID系統(tǒng)最大的好處是更好的靈活性、更高的安全性、每個(gè)生產(chǎn)步驟的永久可追溯性以及最少的必需手動(dòng)操作步驟。”Sophie Vandoorne解釋道。在開關(guān)柜焊接前，首先需進(jìn)行關(guān)鍵反彈測(cè)試和電阻試驗(yàn)，隨后開關(guān)柜被密封。除了機(jī)械測(cè)試外，還必須記錄各種不同的電氣測(cè)試結(jié)果。不僅僅記錄測(cè)試結(jié)果和由RFID發(fā)布的后續(xù)生產(chǎn)步驟，而且測(cè)試系統(tǒng)也從ERP系統(tǒng)中獲取當(dāng)前產(chǎn)品的相關(guān)測(cè)試參數(shù)。相比于以前手動(dòng)讀取和設(shè)置參數(shù)的測(cè)試過程，此RFID系統(tǒng)進(jìn)行的自動(dòng)測(cè)試更安全、更快速、更經(jīng)濟(jì)。

新的生產(chǎn)系統(tǒng)更加靈活。因此，可以提前制造配電板的部件，并且如果買入部件緊缺或者必須給予其他產(chǎn)品更高的優(yōu)先權(quán)，則可以預(yù)先進(jìn)行存儲(chǔ)。

標(biāo)簽本身通過ERP系統(tǒng)創(chuàng)建，并安裝在半成品的底部。該標(biāo)簽包含一個(gè)序列號(hào)，序列號(hào)在制造和成功測(cè)試后與RMU的唯一序列號(hào)相關(guān)聯(lián)。

Patrick De Clercq認(rèn)為使用該系統(tǒng)甚至有更大的優(yōu)化可能：“在SGC，我們希望未來能夠掌握每個(gè)生產(chǎn)步驟所需的時(shí)間，以便更精確地計(jì)算各個(gè)生產(chǎn)步驟和制造模塊的時(shí)間與成本。”通過額外的自動(dòng)化，該讀取信息既可以快速確定在哪個(gè)過程產(chǎn)生最高的生產(chǎn)成本，還能夠更容易地確定可能的錯(cuò)誤源。對(duì)此，Patrick De Clercq對(duì)結(jié)果非常滿意：“我們正在考慮在SGC的下屬公司Mevoco的生產(chǎn)線安裝類似的系統(tǒng)。”

 摘自《自動(dòng)化博覽》2018年5月刊