河南心連心化肥有限公司電動葫蘆升降裝置的研制(心之源小組)

電葫蘆自動升降裝置的研制

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)濟開發(fā)區(qū)得天獨厚的地理位置，化肥是我們的核心主業(yè)，開辟新鄉(xiāng)、新疆兩大生產(chǎn)建設(shè)基地?，F(xiàn)擁有合成氨70萬噸、尿素125萬噸、復(fù)合肥60萬噸、甲醇30萬噸的年生產(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，通過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，保證后工段滿機滿量生產(chǎn)，作為稚氣的原料煤是通過怎么樣的奇妙設(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——電葫蘆自動升降裝置的研制。前言小組簡介選擇課題活動計劃確定方案對策實施效果驗證總結(jié)確認設(shè)定目標提出方案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組員趙艷峰男大專儀表工段長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班長輔導(dǎo)員小組名稱心之源QC小組注冊號XLXQ14-01-09成立時間2014年課題類型創(chuàng)新型出勤率100%注冊時間2014年1月活動次數(shù)5次課題名稱電葫蘆自動升降裝置的研制活動時間2014年1月6日—2014年6月30日選擇課題一、問題的提出：一分廠供氣車間有四個操作班組，其中每個班有7個吊煤工崗位，每個崗位有2臺電葫蘆，共有14臺電葫蘆。小組成員根據(jù)吊煤工工作類別和工作時間進行統(tǒng)計：序號類別時間百分比累計百分比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占到吊煤工總工作用時的50%?！耙恢付U”二、確定課題：小組成員以關(guān)愛員工,降低吊煤工操作勞動強度，提高員工滿意度為目的，將小組此次活動的課題定為：電葫蘆自動升降裝置的研制。

步驟

時間1月2月3月4月5月6月選擇課題P設(shè)定目標提出各種方案并確定最佳方案制定對策對策實施D確認效果C標準化A總結(jié)和下一步打算制表人：王乾時間：2014年1月10日小組活動計劃表計劃執(zhí)行

各階段吊煤加煤用時分析：時間地點向上吊開至料倉或加焦機上方開至煤坑上方向下落合計用時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

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

小組成員于1月12日召開全體會議，展開頭腦風(fēng)暴法，并制定出電葫蘆自動升降功能設(shè)計方案，如下親和圖所示：

電葫蘆自動升降功能的設(shè)計方案

電器、儀表控制方式

機械

限位裝置

機械式控制

限位開關(guān)

位置固定

機械開關(guān)

材料

安裝位置

形狀

PLC控制

編寫控制程序

購買PLC

自制電路控制

設(shè)計電路

購買電器零件

占用一定空間

不占用空間

占用一定空間

調(diào)試時間長

調(diào)試時間短

調(diào)試時間長

方案提出

小組對電器、儀表控制方式從實施性、經(jīng)濟性、時效性、可靠性等四個方面進行了評估，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機械式控制方案3自制電路控制方案提出序號對策方案評

估實施性經(jīng)濟性時效性可靠性加權(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機械式控制需要重新設(shè)計、安裝限位開關(guān)，需要將限位開關(guān)安裝在與是葫蘆同步的位置上，實施較困難，且容易影響操作。安裝限位器的費用，約1600元安裝限位器可在一周內(nèi)完成，實施可在一個班次內(nèi)完成，時間短。限位器控制結(jié)構(gòu)簡單，但準確性低，故障率高3.2534522PLC控制編寫控制程序，實施需儀表、電器協(xié)助完成,實施較易。每臺的安裝費用，約1500元購買電器元件周期約2周，實施一個班次內(nèi)完成，時間較短可通過PLC控制器操作，采取自動操作，通過人員簡單操作達到目的，穩(wěn)定可靠4.2545443自制電路控制需新設(shè)計控制電路，實施需電工、儀表協(xié)助完成，較難。購買開關(guān)控制箱，繼電器，電器器件共計2000元。購買電器元件周期約4周，實施一個班次內(nèi)完成，時間較短通過自制電器實現(xiàn)自鎖、互鎖，穩(wěn)定可靠3.952125原始分評分標準：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)綜合評分計算方法：

注：＋

＋

＋

＝1，

表示第i個方案的第k個屬性的原始評分值。選擇方案二一級方案二級方案三級方案電葫蘆自動升降PLC控制PLC電器控制檢測器繼電器選型光電開關(guān)+西門子S7-200PLC接近開關(guān)+西門子S7-200PLC西門子S7-200PLC定時器和泉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、控制電源選擇對于控制電源的選擇，小組成員從安全性、通用性2個方面考慮，并從綜合信息中評選，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、控制電源指標項目分數(shù)指標描述供選方案方案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)濟性1分單價≥1000元1500元/件1分7000元/件1分2分500元＜單價＜1000元900元/件2分3分單價≤500元安全性1分過渡保護2分漏電保護漏電保護2分漏電保護2分3分安全電壓安全電壓3分合計8分7分

11分結(jié)論不選用不選用選用綜合評定經(jīng)過對以上3個方案的4個要素進行綜合分析和評分后，我們最終選擇方案3：24V直流電流。時間：2014年1月14日

地點：儀表一組

制表：楊文濤選擇方案三2.1檢測器的選擇

在使用過程中，裝置需在設(shè)備上升或下降到某一位置時停止。位置過高或過低都會造成設(shè)備的損壞，因此要求檢測裝置安裝方便、準確、可靠，小組成員通過3種方案測試進行評選，如下所示：【方案1】

光電開關(guān)+西門子

S7-200【方案2】

LR18BN08NR接近開關(guān)+西門子S7-200【方案3】

西門子S7-200內(nèi)部定時器檢測器的選型2、

檢測器的選型選擇方法調(diào)查分析，對3個方案的4個指標分別制定了相應(yīng)標準，通過現(xiàn)場調(diào)查及試驗，把結(jié)果填入相應(yīng)指標分數(shù)欄，計算出總分，最后選取分數(shù)最高的方案。指標項目分數(shù)指標描述供選方案方案1:光電開關(guān)+西門子

S7-200方案2:LR18BN08NR接近開關(guān)+西門子S7-200方案3:西門子S7-200內(nèi)部定時器適用性1分位置測量無誤位置測量無誤1分位置測量無誤1分2分安裝方便3分安裝方便，位置停止準確安裝方便，位置停止準確3分經(jīng)濟性1分單價≥1000元130元/件1分1200元/件1分2分500元＜單價＜1000元900元/件2分3分單價≤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5分4分10分結(jié)論不選用不選用選用綜合評定經(jīng)過對以上3個方案的4個要素進行綜合分析和評分后，我們最終選擇方案3:：西門子S7-200內(nèi)部定時器。時間：2014年1月14日

地點：儀表一組

制表：楊文濤序號12345測試數(shù)100100100100100有效信號數(shù)9395949196無效信號數(shù)75694有效率（%）93.095.094.091.096.0平均值93.80序號12345測試數(shù)100100100100100有效信號數(shù)8792899190無效信號數(shù)13811910有效率（%）87.092.089.091.090.0平均值89.80序號12345測試數(shù)100100100100100有效信號數(shù)100100100100100無效信號數(shù)00000有效率（%）100100100100100平均值100選擇方案三2.2繼電器選型對于繼電器的選型，小組成員從使用壽命、價格2個方面，并結(jié)合當前其它崗位繼電器使用情況進行評選，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項目分數(shù)指標描述供選方案方案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24V3分輸入電壓為直流24V3-32VDC3分3-32VDC3分3-32VDC3分可靠性1分開關(guān)10萬次10萬次1分10萬次1分2分開關(guān)10~30萬次3分開關(guān)30萬次以上40萬次3分經(jīng)濟性1分單價≥40元2分20元＜單價＜40元24元/件2分34元/件2分3分單價≤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11分8分

8分結(jié)論選用不選用不選用綜合評定經(jīng)過對以上3個方案的4個要素進行綜合分析和評分后，我們最終選擇方案1：和泉RU2S。時間：2014年1月14日

地點：儀表一組

制表：楊文濤選擇方案一3、

顯示器選型對于顯示器的選型，小組成員從操作性、實用性、性價比3個方面分析，并對比當前其它崗位使用情況進行評選，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、

顯示器的選型指標項目分數(shù)指標描述供選方案方案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)濟性1分單價≥1000元1500元/件1分7000元/件1分2分500元＜單價＜1000元900元/件2分3分單價≤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7分7分

11分結(jié)論不選用不選用選用綜合評定經(jīng)過對以上3個方案的4個要素進行綜合分析和評分后，我們最終選擇方案3：西門子文本顯示TD200。時間：2014年1月14日

地點：儀表一組

制表：楊文濤選擇方案三經(jīng)過以上分析和評估，小組確定了實現(xiàn)目標的最終方案如下圖所示：電葫蘆自動升降PLC控制檢測器繼電器選型PLC定時器和泉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24V直流電源控制電源小組選擇南造氣1#電葫蘆作為試點進行實施，為順利實施，小組先制定了實施流程圖流程圖實施工具實施人員手提電鉆螺絲刀扳手萬用表電筆手提電鉆螺絲刀扳手萬用表螺絲刀扳手萬用表螺絲刀扳手萬用表螺絲刀扳手萬用表電筆

趙艷峰

趙艷峰趙艷峰趙艷峰李玉峰時間：2014年1月28日

地點：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)圖紙制作安裝開始設(shè)計現(xiàn)場接線圖電壓是否合要求安裝繼電器并接線否是結(jié)束動作是否準確安裝PLC并設(shè)計程序下載定時器檢測是否準確信號是否準確現(xiàn)場安裝與電工接線自動是否正常是是是是否否否否測量電壓測試繼電器動作測試定時器通訊測試現(xiàn)場檢測序

號對

策目

標措

施時

間地

點負責人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

與接線繼電器動作正確率100%1、固定繼電器2、按設(shè)計圖線接線2014\3\15儀表一組趙艷峰3檢測器安裝與調(diào)試繼電器動作正確率100%1、PLC安裝、設(shè)計程序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測試2014\3\15儀表一組趙艷峰

5南造氣一臺電葫蘆進行組裝、調(diào)試元器件正確動作，指示燈指示正確，各器件動作正確率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

小組召開全體成員會議，就下一步活動計劃制定具體對策，如下表所示：實施步驟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。圖示實施一安裝24V電源模塊序號設(shè)備測試時間輸出電壓測量電壓準確率1西門子

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

24V直流電源電壓波動正常滿足使用要求，達到實施目標的要求。實施步驟1、自主設(shè)計接線圖紙2、安裝控制柜與繼電器圖示實施二

安裝繼電器與接線上、下繼電器序號12345準確率輸入信號數(shù)（次）5050505050100%南造氣西吊煤工作狀態(tài)有信號有動作（次）5050505050100%有信號無動作（次）00000100%無信號無動作（次）5050505050100%無信號有動作（次）00000100%上、下繼電器正確錯誤有信號有動作無信號無動作有信號無動作無信號有動作南造氣西吊煤25025000合計5000比例100.00%0.00%通過檢測，繼電器的工作準確率為100%，達到實施目標的要求。實施步驟1、PLC程序設(shè)計并輸入。2、程序輸入、測試。圖示實施三檢測器安裝調(diào)試序號設(shè)備測試人員動作次數(shù)輸出信號數(shù)準確率1PLCS7-200楊文濤100100100%李玉峰100100武宗廉100100王乾100100趙彥峰100100

PLC內(nèi)部定時器檢測動作滿足使用要求，達到實施目標的要求。實施步驟1、制作安裝圖。2、安裝文本顯示器，并與實施三中的PLC內(nèi)部定時檢測器進行聯(lián)接，最后進行調(diào)試。圖示實施四文本顯示器安裝設(shè)備檢查次數(shù)測試人員目標值（秒）測量值（秒）目標是否滿足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滿足通過測試，文本顯示器設(shè)定輸出時間誤差率為零，達到預(yù)定的目標。實施五整體調(diào)試實施目標南造氣1#電葫蘆實現(xiàn)自動升降功能。實施人員實施過程3月30日南造氣1#電葫蘆試自動升降裝置安裝結(jié)束，并自動功能調(diào)試；王乾李玉鋒趙彥峰武宗廉楊超張景義