河南心連心化肥有限公司電動(dòng)葫蘆升降裝置的研制(心之源小組)

電葫蘆自動(dòng)升降裝置的研制

河南心連心化肥有限公司一分廠供氣心之源QC小組河南心連心化肥有限公司坐擁中原經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)得天獨(dú)厚的地理位置，化肥是我們的核心主業(yè)，開(kāi)辟新鄉(xiāng)、新疆兩大生產(chǎn)建設(shè)基地?，F(xiàn)擁有合成氨70萬(wàn)噸、尿素125萬(wàn)噸、復(fù)合肥60萬(wàn)噸、甲醇30萬(wàn)噸的年生產(chǎn)能力基地。作為合成氨系統(tǒng)的龍頭——我們一分廠供氣車間有造氣爐20臺(tái)，通過(guò)采用間歇式固定常壓氣化法，為后工段提供優(yōu)質(zhì)、充足的半水煤氣，保證后工段滿機(jī)滿量生產(chǎn)，作為稚氣的原料煤是通過(guò)怎么樣的奇妙設(shè)備提高工作效率，這就是本次我們QC小組與大家分享的攻關(guān)課題就是——電葫蘆自動(dòng)升降裝置的研制。前言小組簡(jiǎn)介選擇課題活動(dòng)計(jì)劃確定方案對(duì)策實(shí)施效果驗(yàn)證總結(jié)確認(rèn)設(shè)定目標(biāo)提出方案QC姓名性別文化程度職務(wù)組內(nèi)職務(wù)賈光才男大專車間主任組長(zhǎng)楊文濤男大專設(shè)備科儀電主管組員

李玉鋒男大專電管站工段長(zhǎng)組員趙艷峰男大專儀表工段長(zhǎng)組員武宗廉男大專安全員組員杜思毅男大專主操組員朱志強(qiáng)男大專主操組員張景義男大專主操組員楊超女大專主操組員王乾男班長(zhǎng)班長(zhǎng)輔導(dǎo)員小組名稱心之源QC小組注冊(cè)號(hào)XLXQ14-01-09成立時(shí)間2014年課題類型創(chuàng)新型出勤率100%注冊(cè)時(shí)間2014年1月活動(dòng)次數(shù)5次課題名稱電葫蘆自動(dòng)升降裝置的研制活動(dòng)時(shí)間2014年1月6日—2014年6月30日選擇課題一、問(wèn)題的提出：一分廠供氣車間有四個(gè)操作班組，其中每個(gè)班有7個(gè)吊煤工崗位，每個(gè)崗位有2臺(tái)電葫蘆，共有14臺(tái)電葫蘆。小組成員根據(jù)吊煤工工作類別和工作時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：序號(hào)類別時(shí)間百分比累計(jì)百分比1吊煤24050%50%2巡檢6012.50%62.50%3打掃衛(wèi)生6012.50%75%4臨時(shí)工作306.25%87.50%5監(jiān)控液位306.25%87.5%6其它6012.50%100%從餅分圖可以看出吊煤用時(shí)占到吊煤工總工作用時(shí)的50%。“一指禪”二、確定課題：小組成員以關(guān)愛(ài)員工,降低吊煤工操作勞動(dòng)強(qiáng)度，提高員工滿意度為目的，將小組此次活動(dòng)的課題定為：電葫蘆自動(dòng)升降裝置的研制。

步驟

時(shí)間1月2月3月4月5月6月選擇課題P設(shè)定目標(biāo)提出各種方案并確定最佳方案制定對(duì)策對(duì)策實(shí)施D確認(rèn)效果C標(biāo)準(zhǔn)化A總結(jié)和下一步打算制表人：王乾時(shí)間：2014年1月10日小組活動(dòng)計(jì)劃表計(jì)劃執(zhí)行

各階段吊煤加煤用時(shí)分析：時(shí)間地點(diǎn)向上吊開(kāi)至料倉(cāng)或加焦機(jī)上方開(kāi)至煤坑上方向下落合計(jì)用時(shí)2014.1.4北造氣西10866641053232014.1.4北造氣東10862611073382014.1.4中造氣西955757963052014.1.4中造氣東955757953042014.1.4南造氣西11565651153502014.1.4南造氣東1145757114352平均1066160105332百分比32%18.4%18%31.6%100%制表人：王乾

時(shí)間：2014年1月10日小組成員對(duì)電葫蘆各個(gè)操作階段用時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中電葫蘆縱向操作占操作電葫蘆總用時(shí)的63.6%。因電葫蘆在橫向操作上復(fù)雜、所占用時(shí)比例較小并存在安全隱患，小組成員不對(duì)電葫蘆橫向操作方式進(jìn)行改變。小組成員對(duì)2014年1月4日吊煤工吊煤用時(shí)進(jìn)行了調(diào)查：保證電葫蘆的安全運(yùn)行和煤斗的使用周期，我們對(duì)綠色區(qū)域進(jìn)行攻關(guān)。根據(jù)以上情況我們將此次QC課題的目標(biāo)值定為：吊煤工每次吊煤連續(xù)按按鈕時(shí)間減少160秒。230秒-（160+360）/7.4=160秒。電葫蘆運(yùn)行速度為7.4cm/秒

小組成員于1月12日召開(kāi)全體會(huì)議，展開(kāi)頭腦風(fēng)暴法，并制定出電葫蘆自動(dòng)升降功能設(shè)計(jì)方案，如下親和圖所示：

電葫蘆自動(dòng)升降功能的設(shè)計(jì)方案

電器、儀表控制方式

機(jī)械

限位裝置

機(jī)械式控制

限位開(kāi)關(guān)

位置固定

機(jī)械開(kāi)關(guān)

材料

安裝位置

形狀

PLC控制

編寫控制程序

購(gòu)買PLC

自制電路控制

設(shè)計(jì)電路

購(gòu)買電器零件

占用一定空間

不占用空間

占用一定空間

調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)

調(diào)試時(shí)間短

調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)

方案提出

小組對(duì)電器、儀表控制方式從實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性、可靠性等四個(gè)方面進(jìn)行了評(píng)估，并選擇得分最高的方案：電器、儀表控制方式方案2PLC控制方案1機(jī)械式控制方案3自制電路控制方案提出序號(hào)對(duì)策方案評(píng)

估實(shí)施性經(jīng)濟(jì)性時(shí)效性可靠性加權(quán)后綜合得分權(quán)重系數(shù)=0.15權(quán)重系數(shù)=0.25權(quán)重系數(shù)=0.2權(quán)重系數(shù)

=0.41機(jī)械式控制需要重新設(shè)計(jì)、安裝限位開(kāi)關(guān)，需要將限位開(kāi)關(guān)安裝在與是葫蘆同步的位置上，實(shí)施較困難，且容易影響操作。安裝限位器的費(fèi)用，約1600元安裝限位器可在一周內(nèi)完成，實(shí)施可在一個(gè)班次內(nèi)完成，時(shí)間短。限位器控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確性低，故障率高3.2534522PLC控制編寫控制程序，實(shí)施需儀表、電器協(xié)助完成,實(shí)施較易。每臺(tái)的安裝費(fèi)用，約1500元購(gòu)買電器元件周期約2周，實(shí)施一個(gè)班次內(nèi)完成，時(shí)間較短可通過(guò)PLC控制器操作，采取自動(dòng)操作，通過(guò)人員簡(jiǎn)單操作達(dá)到目的，穩(wěn)定可靠4.2545443自制電路控制需新設(shè)計(jì)控制電路，實(shí)施需電工、儀表協(xié)助完成，較難。購(gòu)買開(kāi)關(guān)控制箱，繼電器，電器器件共計(jì)2000元。購(gòu)買電器元件周期約4周，實(shí)施一個(gè)班次內(nèi)完成，時(shí)間較短通過(guò)自制電器實(shí)現(xiàn)自鎖、互鎖，穩(wěn)定可靠3.952125原始分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：很好為5分，較好為4分，一般為3分，差為2分，較差為1分。加權(quán)綜合評(píng)分計(jì)算方法：

注：＋

＋

＋

＝1，

表示第i個(gè)方案的第k個(gè)屬性的原始評(píng)分值。選擇方案二一級(jí)方案二級(jí)方案三級(jí)方案電葫蘆自動(dòng)升降PLC控制PLC電器控制檢測(cè)器繼電器選型光電開(kāi)關(guān)+西門子S7-200PLC接近開(kāi)關(guān)+西門子S7-200PLC西門子S7-200PLC定時(shí)器和泉RU2S型繼電器歐姆龍MY4N-J型繼電器施耐德RXM4AB2BD型繼電器顯示部分顯示器選型聯(lián)想服務(wù)器T168西門子觸莫屏MP277西門子文本顯示器TD200電源電壓等級(jí)220V交流電源24V直流電源220VUPS電源控制電源1、控制電源選擇對(duì)于控制電源的選擇，小組成員從安全性、通用性2個(gè)方面考慮，并從綜合信息中評(píng)選，如下所示：【方案1】220V交流電源【方案2】220VUPS電源【方案3】24V直流電源控制電源1、控制電源指標(biāo)項(xiàng)目分?jǐn)?shù)指標(biāo)描述供選方案方案1:220V交流電源方案2：220VUPS電源方案3：24V直流電源適用性1分需要轉(zhuǎn)換電壓2分部分轉(zhuǎn)換電壓部分轉(zhuǎn)換電壓2分部分轉(zhuǎn)換電壓2分3分不需要轉(zhuǎn)換電壓不需要轉(zhuǎn)換電壓3分可靠性1分穩(wěn)定性差2分穩(wěn)定性一般穩(wěn)定性一般2分3分穩(wěn)定性高穩(wěn)定性高3分穩(wěn)定性高3分經(jīng)濟(jì)性1分單價(jià)≥1000元1500元/件1分7000元/件1分2分500元＜單價(jià)＜1000元900元/件2分3分單價(jià)≤500元安全性1分過(guò)渡保護(hù)2分漏電保護(hù)漏電保護(hù)2分漏電保護(hù)2分3分安全電壓安全電壓3分合計(jì)8分7分

11分結(jié)論不選用不選用選用綜合評(píng)定經(jīng)過(guò)對(duì)以上3個(gè)方案的4個(gè)要素進(jìn)行綜合分析和評(píng)分后，我們最終選擇方案3：24V直流電流。時(shí)間：2014年1月14日

地點(diǎn)：儀表一組

制表：楊文濤選擇方案三2.1檢測(cè)器的選擇

在使用過(guò)程中，裝置需在設(shè)備上升或下降到某一位置時(shí)停止。位置過(guò)高或過(guò)低都會(huì)造成設(shè)備的損壞，因此要求檢測(cè)裝置安裝方便、準(zhǔn)確、可靠，小組成員通過(guò)3種方案測(cè)試進(jìn)行評(píng)選，如下所示：【方案1】

光電開(kāi)關(guān)+西門子

S7-200【方案2】

LR18BN08NR接近開(kāi)關(guān)+西門子S7-200【方案3】

西門子S7-200內(nèi)部定時(shí)器檢測(cè)器的選型2、

檢測(cè)器的選型選擇方法調(diào)查分析，對(duì)3個(gè)方案的4個(gè)指標(biāo)分別制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及試驗(yàn)，把結(jié)果填入相應(yīng)指標(biāo)分?jǐn)?shù)欄，計(jì)算出總分，最后選取分?jǐn)?shù)最高的方案。指標(biāo)項(xiàng)目分?jǐn)?shù)指標(biāo)描述供選方案方案1:光電開(kāi)關(guān)+西門子

S7-200方案2:LR18BN08NR接近開(kāi)關(guān)+西門子S7-200方案3:西門子S7-200內(nèi)部定時(shí)器適用性1分位置測(cè)量無(wú)誤位置測(cè)量無(wú)誤1分位置測(cè)量無(wú)誤1分2分安裝方便3分安裝方便，位置停止準(zhǔn)確安裝方便，位置停止準(zhǔn)確3分經(jīng)濟(jì)性1分單價(jià)≥1000元130元/件1分1200元/件1分2分500元＜單價(jià)＜1000元900元/件2分3分單價(jià)≤500元安全性1分額定電流≤0.2A0.1A1分0.1A1分2分0.2A＜額定電流＜0.5A0.3A2分3分額定電流≥0.5A可靠性1分有效率≤90%2分90%＜有效率＜100%3分有效率=100%得分2分1分3分合計(jì)5分4分10分結(jié)論不選用不選用選用綜合評(píng)定經(jīng)過(guò)對(duì)以上3個(gè)方案的4個(gè)要素進(jìn)行綜合分析和評(píng)分后，我們最終選擇方案3:：西門子S7-200內(nèi)部定時(shí)器。時(shí)間：2014年1月14日

地點(diǎn)：儀表一組

制表：楊文濤序號(hào)12345測(cè)試數(shù)100100100100100有效信號(hào)數(shù)9395949196無(wú)效信號(hào)數(shù)75694有效率（%）93.095.094.091.096.0平均值93.80序號(hào)12345測(cè)試數(shù)100100100100100有效信號(hào)數(shù)8792899190無(wú)效信號(hào)數(shù)13811910有效率（%）87.092.089.091.090.0平均值89.80序號(hào)12345測(cè)試數(shù)100100100100100有效信號(hào)數(shù)100100100100100無(wú)效信號(hào)數(shù)00000有效率（%）100100100100100平均值100選擇方案三2.2繼電器選型對(duì)于繼電器的選型，小組成員從使用壽命、價(jià)格2個(gè)方面，并結(jié)合當(dāng)前其它崗位繼電器使用情況進(jìn)行評(píng)選，如下所示：【方案1】和泉RU2S型繼電器【方案2】歐姆龍MY4N-J型繼電器【方案3】施耐德RXM4AB2BD型繼電器繼電器的選型指標(biāo)項(xiàng)目分?jǐn)?shù)指標(biāo)描述供選方案方案1：和泉RU2S方案2：歐姆龍MY4N-J方案3：施耐德RXM4AB2BD適用性1分輸入電壓為交流2分輸入電壓為直流超過(guò)24V3分輸入電壓為直流24V3-32VDC3分3-32VDC3分3-32VDC3分可靠性1分開(kāi)關(guān)10萬(wàn)次10萬(wàn)次1分10萬(wàn)次1分2分開(kāi)關(guān)10~30萬(wàn)次3分開(kāi)關(guān)30萬(wàn)次以上40萬(wàn)次3分經(jīng)濟(jì)性1分單價(jià)≥40元2分20元＜單價(jià)＜40元24元/件2分34元/件2分3分單價(jià)≤20元20元/件3分安全性1分額定電流≤4A2分4A＜額定電流＜8A5A2分5A2分5A2分3分額定電流≥8A合計(jì)11分8分

8分結(jié)論選用不選用不選用綜合評(píng)定經(jīng)過(guò)對(duì)以上3個(gè)方案的4個(gè)要素進(jìn)行綜合分析和評(píng)分后，我們最終選擇方案1：和泉RU2S。時(shí)間：2014年1月14日

地點(diǎn)：儀表一組

制表：楊文濤選擇方案一3、

顯示器選型對(duì)于顯示器的選型，小組成員從操作性、實(shí)用性、性價(jià)比3個(gè)方面分析，并對(duì)比當(dāng)前其它崗位使用情況進(jìn)行評(píng)選，如下所示：【方案1】西門子觸摸屏MP277【方案2】聯(lián)想服務(wù)器T168【方案3】西門子文本顯示器TD200顯示器的選型3、

顯示器的選型指標(biāo)項(xiàng)目分?jǐn)?shù)指標(biāo)描述供選方案方案1:西門子觸摸屏MP277方案2：聯(lián)想服務(wù)器T168方案3：西門子文本顯示TD200適用性1分顯示直觀顯示直觀1分2分容易操作容易操作2分3分容易操作，顯示直觀容易操作，顯示直觀3分可靠性1分穩(wěn)定性差2分穩(wěn)定性一般穩(wěn)定性一般2分3分穩(wěn)定性高穩(wěn)定性高3分穩(wěn)定性高3分經(jīng)濟(jì)性1分單價(jià)≥1000元1500元/件1分7000元/件1分2分500元＜單價(jià)＜1000元900元/件2分3分單價(jià)≤500元安全性1分交流電壓380V2分交流電壓220V交流電壓220V2分交流電壓220V2分3分直流電壓24V直流電壓24V3分合計(jì)7分7分

11分結(jié)論不選用不選用選用綜合評(píng)定經(jīng)過(guò)對(duì)以上3個(gè)方案的4個(gè)要素進(jìn)行綜合分析和評(píng)分后，我們最終選擇方案3：西門子文本顯示TD200。時(shí)間：2014年1月14日

地點(diǎn)：儀表一組

制表：楊文濤選擇方案三經(jīng)過(guò)以上分析和評(píng)估，小組確定了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最終方案如下圖所示：電葫蘆自動(dòng)升降PLC控制檢測(cè)器繼電器選型PLC定時(shí)器和泉RU2S型顯示部分顯示器選型西門子文本顯示器TD200PLC電器控制電源電壓等級(jí)24V直流電源控制電源小組選擇南造氣1#電葫蘆作為試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)施，為順利實(shí)施，小組先制定了實(shí)施流程圖流程圖實(shí)施工具實(shí)施人員手提電鉆螺絲刀扳手萬(wàn)用表電筆手提電鉆螺絲刀扳手萬(wàn)用表螺絲刀扳手萬(wàn)用表螺絲刀扳手萬(wàn)用表螺絲刀扳手萬(wàn)用表電筆

趙艷峰

趙艷峰趙艷峰趙艷峰李玉峰時(shí)間：2014年1月28日

地點(diǎn)：供氣車間

制表人：楊文濤安裝文本顯示器繪制24V電源安裝圖根據(jù)圖紙制作安裝開(kāi)始設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)接線圖電壓是否合要求安裝繼電器并接線否是結(jié)束動(dòng)作是否準(zhǔn)確安裝PLC并設(shè)計(jì)程序下載定時(shí)器檢測(cè)是否準(zhǔn)確信號(hào)是否準(zhǔn)確現(xiàn)場(chǎng)安裝與電工接線自動(dòng)是否正常是是是是否否否否測(cè)量電壓測(cè)試?yán)^電器動(dòng)作測(cè)試定時(shí)器通訊測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)序

號(hào)對(duì)

策目

標(biāo)措

施時(shí)

間地

點(diǎn)負(fù)責(zé)人1安裝控制柜與24V電源模塊電源電壓輸出±5V1、安裝控制柜與電源模塊2、測(cè)試輸出電壓2014\3\15儀表一組趙艷峰

2安裝繼電器

與接線繼電器動(dòng)作正確率100%1、固定繼電器2、按設(shè)計(jì)圖線接線2014\3\15儀表一組趙艷峰3檢測(cè)器安裝與調(diào)試?yán)^電器動(dòng)作正確率100%1、PLC安裝、設(shè)計(jì)程序2、程序調(diào)試2014\3\15儀表一組趙艷峰

4安裝文本顯示器文本顯示器輸出誤率為零1、文體顯示器按圖紙安裝2、連接PLC測(cè)試2014\3\15儀表一組趙艷峰

5南造氣一臺(tái)電葫蘆進(jìn)行組裝、調(diào)試元器件正確動(dòng)作，指示燈指示正確，各器件動(dòng)作正確率100%1、電工、儀表、操作工聯(lián)合調(diào)試2014\3\30南造氣賈光才、武宗廉、趙艷峰

小組召開(kāi)全體成員會(huì)議，就下一步活動(dòng)計(jì)劃制定具體對(duì)策，如下表所示：實(shí)施步驟1、控制柜電源安裝示意圖。2、制作控制柜24V電源支撐板及安裝。圖示實(shí)施一安裝24V電源模塊序號(hào)設(shè)備測(cè)試時(shí)間輸出電壓測(cè)量電壓準(zhǔn)確率1西門子

24VDC9：0024V24.3V+0.4V10：0024V24.2V11：0024V24.4V14：0024V24.1V15：0024V24.3V

24V直流電源電壓波動(dòng)正常滿足使用要求，達(dá)到實(shí)施目標(biāo)的要求。實(shí)施步驟1、自主設(shè)計(jì)接線圖紙2、安裝控制柜與繼電器圖示實(shí)施二

安裝繼電器與接線上、下繼電器序號(hào)12345準(zhǔn)確率輸入信號(hào)數(shù)（次）5050505050100%南造氣西吊煤工作狀態(tài)有信號(hào)有動(dòng)作（次）5050505050100%有信號(hào)無(wú)動(dòng)作（次）00000100%無(wú)信號(hào)無(wú)動(dòng)作（次）5050505050100%無(wú)信號(hào)有動(dòng)作（次）00000100%上、下繼電器正確錯(cuò)誤有信號(hào)有動(dòng)作無(wú)信號(hào)無(wú)動(dòng)作有信號(hào)無(wú)動(dòng)作無(wú)信號(hào)有動(dòng)作南造氣西吊煤25025000合計(jì)5000比例100.00%0.00%通過(guò)檢測(cè)，繼電器的工作準(zhǔn)確率為100%，達(dá)到實(shí)施目標(biāo)的要求。實(shí)施步驟1、PLC程序設(shè)計(jì)并輸入。2、程序輸入、測(cè)試。圖示實(shí)施三檢測(cè)器安裝調(diào)試序號(hào)設(shè)備測(cè)試人員動(dòng)作次數(shù)輸出信號(hào)數(shù)準(zhǔn)確率1PLCS7-200楊文濤100100100%李玉峰100100武宗廉100100王乾100100趙彥峰100100

PLC內(nèi)部定時(shí)器檢測(cè)動(dòng)作滿足使用要求，達(dá)到實(shí)施目標(biāo)的要求。實(shí)施步驟1、制作安裝圖。2、安裝文本顯示器，并與實(shí)施三中的PLC內(nèi)部定時(shí)檢測(cè)器進(jìn)行聯(lián)接，最后進(jìn)行調(diào)試。圖示實(shí)施四文本顯示器安裝設(shè)備檢查次數(shù)測(cè)試人員目標(biāo)值（秒）測(cè)量值（秒）目標(biāo)是否滿足TD200文本顯示器1楊文濤100100滿足2李玉峰100滿足3武宗廉100滿足4王乾100滿足5趙彥峰100滿足通過(guò)測(cè)試，文本顯示器設(shè)定輸出時(shí)間誤差率為零，達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。實(shí)施五整體調(diào)試實(shí)施目標(biāo)南造氣1#電葫蘆實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降功能。實(shí)施人員實(shí)施過(guò)程3月30日南造氣1#電葫蘆試自動(dòng)升降裝置安裝結(jié)束，并自動(dòng)功能調(diào)試；王乾李玉鋒趙彥峰武宗廉楊超張景義