QC小組活動總結(除塵管路故障預警控制研究)

動力車間QC小組活動報告一、小組概況動力車間設備線QC活動小組登記時間2009、8、4小組注冊號1202-2009小組類型創(chuàng)新型課題注冊號組長劉海倫活動時間2010.6－2010.12活動次數23活動出勤率100％課題名稱堵塵故障預警控制研究小組成員序號姓名性別年齡文化程度崗位組內職務1劉海倫男39技術員大專組長2黃亞飛男37付班長大專副組長3陳望忠男39技術組長碩士組員4袁子龍男37技術員大專組員5匡亦功男39維修電工大專組員6張偉宏男24維修電工本科組員TQC培訓：小組成員平均受培100小時以上，考評合格。二、小組活動時間表小組活動及計劃甘特圖月份進度進度2010/6月2010/7月2010/8月2010/9月2010/10月2010/11月2012/12月負責人課題選擇劉海倫設定目標全體組員提出方案并確定最佳方案全體組員（分專業(yè)）制定對策全體組員實施全體組員（分專業(yè)）效果檢查張偉宏鞏固措施全體組員計劃完成實際完成三、課題選擇集中除塵是卷煙制造過程的一個重要工藝環(huán)節(jié)，此工藝承擔制絲車間的風力排潮和風力除塵，同時承擔卷包車間的風力送絲和風力除塵。除塵系統(tǒng)的工作過程是通過電機驅動風機轉動進行抽風，以流動風力作為動力，將制絲和卷包車間生產過程中的廢汽和廢塵通過負壓風力帶動，流經風管、除塵器等除塵裝置進行處理回收。（以下是除塵工藝流程圖）風閥故障堵管故障堵塔故障由于粉塵的粘附性較強，除塵管路系統(tǒng)堵塔、堵管或管道風閥故障頻率很高，每次堵塵故障需停機耗費大量時間對管路煙塵進行清理。同時由于堵塵是除塵管路或除塵器內部故障，沒有工具進行內部的運行故障檢查，盡管設備具有故障時的過載保護，但堵塵是欠載性故障，只有當故障現象特別嚴重導致影響生產工藝時才能過時發(fā)現，造成過后的應急操作和維護處理。如果能提前對該類風管故障進行預警，既可避免故障情況嚴重后造成設備損壞，又可提前預知及時采取措施保障生產工藝。為找到一種有效預警除塵管路故障的方法或裝置，小組成員咨詢了行業(yè)內許多兄弟廠家和除塵設備制造廠家，大量搜尋了網上資料，卻沒發(fā)現有人做此方面的專題研究，找不到有價值的方法和資料解決上述問題。鑒于除塵工藝在卷煙工藝流程中的重要性和管路故障不可消除現實客觀性，提前預知故障應該是處理問題的最好方法，所以小組決定進行創(chuàng)新性研究，選擇“除塵管路故障預警控制研究”作為年度QC攻關課題。風閥故障堵管故障堵塔故障四、設定課題目標：當集中除塵設備出現堵管、堵塔故障時，要能進行高精度可調控的故障預警，才能有效解決初期故障惡化后帶來的嚴重后果。因為除塵管路內部故障不能直接檢測，預警控制只能間接從故障時的負荷變化情況進行研究，經過小組討論，我們設定課題目標為：通過攻關研究，研究出一套預警控制系統(tǒng)，當故障發(fā)生時能可靠預警。五、確定方案：1、方案整體思路一套完整的預警控制系統(tǒng)，必不可少的需要完成故障檢測、故障識別和預警輸出三個環(huán)節(jié)的研究。（1）故障檢測：因為堵塵故障為內部故障，只能采取間接檢測方法。當管道出現故障堵塞后管阻上升，除塵機組負荷將發(fā)生變化，通風流量、流速、風壓、電機電流等參數會隨之變化，可通過上述四個變量對故障進行間接檢測。（2）故障識別：因為除塵機組負載除了受管阻故障影響，同時受制絲或卷包車間末端負荷影響（但這種負荷變化是瞬時的不持續(xù)的），研創(chuàng)的預警控制方法必須完全能甄別，不能進行誤判。（3）預警輸出：采取一種裝置對故障信號進行接受處理和輸出，要求精度高和可靠性強。6月14日小組成員召開討論會，圍繞如何實現預定目標，通過外置聲光報警器預警通過上位機監(jiān)視畫面顯示預警通過上位機內置語音裝置預警通過上位機軟件判斷PC機本身輸出通過PLC程序控制輸出增加可編程的控制儀設定下限輸出預警信號的輸出方式信號分開傳送信號集中傳送通過模/數轉換器傳輸信號通過DP網線傳輸信號將檢測信號轉換成轉換成數字信號將檢測信號轉換成模擬量電壓信號將檢測信號轉換成模擬量電流信號通過檢測風壓變化檢測故障通過檢測電機電流變化檢測故障通過檢測流速變化檢測故障通過檢測流量變化檢測故障如何對管路故障進行檢測如何處理檢測信號通過外置聲光報警器預警通過上位機監(jiān)視畫面顯示預警通過上位機內置語音裝置預警通過上位機軟件判斷PC機本身輸出通過PLC程序控制輸出增加可編程的控制儀設定下限輸出預警信號的輸出方式信號分開傳送信號集中傳送通過模/數轉換器傳輸信號通過DP網線傳輸信號將檢測信號轉換成轉換成數字信號將檢測信號轉換成模擬量電壓信號將檢測信號轉換成模擬量電流信號通過檢測風壓變化檢測故障通過檢測電機電流變化檢測故障通過檢測流速變化檢測故障通過檢測流量變化檢測故障如何對管路故障進行檢測如何處理檢測信號2、故障檢測方案（1）、小組對提出的意見、觀點進行整理后，就故障檢測得出以下三種方案：檢測流量變化預警：管道故障堵塞后管阻上升，通風流量將降低，通過安裝流量儀檢測故障流量變化，再將流量信號轉換為電信號，然后將采樣的電信號通過處理后輸出預警。檢測風壓變化預警：出現管道故障時，故障點前后的風壓值將發(fā)生變化，故障點前端的壓力將減少（負壓上升），故障點后端的壓力將增大（負壓下降），通過現有的壓力檢測儀檢測壓力變化，再將流量信號轉換為電信號，再將采樣的電信號通過處理后輸出預警。檢測負荷電流變化預警：管道故障堵塞后管阻上升，通風流量降低，電機的輸出負荷降低，通過檢測電機電流間變化間接檢測故障，將電機電流信號通過采樣通過處理后輸出預警。（2）、檢測方案分析故障檢測方案分析方案周全性可行性經濟性實行周期預期效果方案一：檢測流量變化預警管道任一橫截面流量相等，可檢測全程管路故障可實施，難度較大萬元，價格昂貴。實施過程需要停產，并在管道上開孔安裝，需要鋪設控制信號電纜并引入控制室，單臺施工需要2個停產工作日。整體施工周期需2個月。直接檢測流量變化。效果好方案二：檢測風壓變化預警故障點前、后端風壓變化相反，不能檢測全程故障易實施可利用現有壓力傳感器，無需增加采樣儀表費用。增設信號配電器采樣，單臺實施需要3h，整體施工周期需1周半。不能檢測流量變化。效果不好方案三：檢測負荷電流變化預警流量變化時最終導致電機電流變化，可檢測全程管路故障易實施可利用變頻器現有功能采集電機電流，無需增加采樣儀表費用。直接從控制柜變頻器采樣，單臺實施需要2h，整體施工周期需1周。間接檢測流量變化。效果較好（3）、檢測方案評估結合上面的分析，按如下權重比例對三種方案進行評估分析，評估結果如表所示。故障檢測方案選優(yōu)表方案評估總分結論周全性可行性經濟性實施周期預期效果方案一★▲○▲★17分×方案二▲★★★○19分×方案三★★★★▲25分√評分標識說明：○（1分）；▲（3分）、★(5分)根據評估結果，小組初步選擇方案三“檢測負荷電流變化預警”作為除塵管路故障檢測方案。為了驗證負荷電流變化是否能反應出管路故障，6月20日我們通過關小管路風閥開度，對除塵幾臺機組作了前期故障模擬試驗，以下是當時的模擬電機電流曲線調查圖：從以上調出圖可以看出，當出現除塵管路故障時，電機電流隨之變小，滿足方案設計需求，小組認為檢測負荷電流變化預警方案完全可行。3、控制方案根據控制要素要求和各種控制裝置的相關匹配，我們討論出兩種控制方案：常規(guī)控制和微機控制。（1）、控制方案分析我們對兩種控制方案的組成要素和控制優(yōu)劣度進行了如下的全面比對分析：控制方案比對分析表方案所需信號所需匹配裝置拓展性能可行性控制能力操作性能方案一：常規(guī)控制只能采用模擬量電流信號普通帶編程的智能控制器（需購買）帶定值設定輸出，無其它拓展功能。易實施信號處理能力一般，比較可靠參數設置復雜，操作不方便。方案二：微機控制可采用各種檢測信號PLC編程控制器和上位機（現有）可調設定輸出，帶多種輸出拓展功能?？蓪嵤?，有一定難度信號處理能力較強，控制可靠上位機設置，操作簡易方便（2）控制方案評估我們按控制方案的各要素和性能權重系數進行下表評估：控制方案選優(yōu)表方案評估總分結論所需信號所需匹配裝置拓展性能可行性控制能力操作性能方案一▲▲○★▲○16分×方案二★★★▲★★28分√評分標識說明：○（1分）；▲（3分）、★(5分)根據評估結果，方案二明顯優(yōu)于方案一，只是在實施上存在一定難度，因為微機控制需進行PLC編程和上位機組態(tài)，但小組成員具有解決困難的專業(yè)能力，所以小組選擇方案二“微機控制”作為預警控制方案。4、確定最佳方案根據以上一系列分析和比對選擇，綜合考慮信號檢測方案和控制方案，小組成員確定了“電流檢測+微機預警控制”作為最佳整體方案，方案由檢測電機電流、PLC運算分析、上位機預警輸出3大部分組成。（如下圖）檢檢測電機電流作為故障信號變量電流檢測微機預警控方案電流檢測微機預警控方案PLC運算分析PLC運算分析微機控制微機控制上位機預警輸出上位機預警輸出六、制定對策7月中旬，根據確定的最佳整體方案，通過小組討論制定出了較為詳實的對策計劃：對策計劃表方案要素對策目標措施地點負責人完成時間電機電流采樣從變頻器采集數字電流信號能與PLC進行通訊通過變頻器自身編程軟件調出電流參數，適配好與PLC網絡的通訊協(xié)議除塵控制柜黃亞飛2010年9月1日前PLC運算分析編制電流預警程序能對采集的電流信號進行運算處理和輸出先下載原有除塵控制程序至辦公電腦，辦公電腦安裝好編程軟件，在原程序中編制電流預警程序塊。辦公室劉海倫2010年9月1日前上位機預警輸出編制上位機預警窗口與機組實際變量吻合，能進行數據溢出變色預警辦公電腦安裝好WCC編輯軟件，根據程序變量擬好變量表，根據變量編輯好預警窗口。辦公室黃亞飛2010年9月1日前調試模擬故障實際運行滿足課題目標先備份好原有控制程序，將改進程序下載至除塵上位機運行，調試運行完好后下載至PLC。除塵機房劉海倫2010年10月1日前七、實施

為了盡快實現預期目標，我們結合現場實際施工條件，按項目負責制原則，小組成員依照對策措施計劃表，從2010年9月份開始進行創(chuàng)新實施活動。實施（一）：從變頻器采集數字電流信號實施時間：8月14－15日實施人員：黃亞飛、匡亦功主要實施內容：通過變頻器編程手操器找到變頻器數字輸出19系列，設定電流數字信號至DP網。設置變頻器電流數字信號與DP網線的通訊，生成數據字節(jié)，設置變頻器電流數字信號與DP網線的通訊，生成數據字節(jié)，實施（二）：編制電流預警程序實施時間：8月5日－15日實施人員：劉海倫、陳望忠實施（三）：編制上位機預警窗口實施時間：8月15-25日實施人員：黃亞飛主要實施內容：辦公電腦安裝WCC編輯軟件，按程序變量繪制預警窗口畫面。實施（四）：模擬故障調試運行實施時間：9月12日實施人員：小組全體成員模擬故障調試實施方案模擬故障調試實施方案一：調試步驟步驟1.備份好原有控制程序。步驟2.下載改進程序和組態(tài)預警畫面至除塵上位機。步驟3．根據除塵電機電流原始記錄，偏低5%設定風機預警值。步驟4.開機運行風機，模擬輕微故障將風閥開度關閉至80％。二：調試運行正常后下載改進程序至除塵PLC。三：本方案報車間審批后方可執(zhí)行。動力車間電器QC小組2010小組按調試方案一步步進行，故障預測時各機組都能正常輸出預警信號，但是發(fā)現部分機組風閥正常開度時出現誤報警。調試成員檢查發(fā)現，原因是所有機組正常運行時都出現電流波動，一些機組瞬時電流值波動超過了設定值引起誤報警，這樣就不能準確檢測是否為管路故障。C6機組瞬時波動點誤報警C6機組瞬時波動點誤報警那么是否可以稍微放寬預警設定范圍來解決誤預警問題呢？接下來我們進一步調查統(tǒng)計各機組的波動幅度，有些機組波動幅度接近或超過10％。我們以波動最為嚴重的C12機組進行調查分析：正常運行電機電流統(tǒng)計分析表調查對象：C12采樣指標：電機電流樣本量：100時間：樣本號12365678910X166X2X3X6X5X6X7X8X9X10樣本max樣本min66樣本極差電流平均值電流波動幅度%統(tǒng)計分析人：張偉宏模擬故障運行電機電流統(tǒng)計分析表調查對象：C12采樣指標：電機電流樣本量：100時間：樣本號12365678910X164X2X3X6X5X6X774X8X9X10樣本max樣本min64樣本極差電流平均值74.011電流波動幅度%6463319統(tǒng)計分析人：從統(tǒng)計表我們得知：正常運行時機組電流波動幅度為％，電流平均值為A;模擬故障運行時電流波動幅度為％,但平均電流值降為74.0?？梢姽苈范聣m故障時電流波動反而增大，但電流平均值已經降低（降低幅度為｛78.3-74｝/78.3＝5.5％），正常波動幅度超過了故障電流降低幅度，顯然通過放寬設定范圍不能準確檢測故障。至此，我們只能考慮其他解決誤預警的方法，我們調取無故障正常運行時電流曲線發(fā)現：所有誤預警只是瞬時現象，誤報警時間間隔超過數十秒。（曲線圖）誤報警時間間隔（刻度單位為