一种钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统

技术领域

本发明涉及冶金控制自动化技术领域，具体涉及一种钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统。

背景技术

随着国内钢材生产线对人力资源的压缩，工业4.0的推进，智能化的推进日益明显，尤其是再钢铁自动化生产线，随着市场竞争的日渐激烈，钢材生产(钢坯轧成棒材或线材)的中间损耗成为企业新的突破点，以往都是依靠人为经验对棒(线)材中间的切损进行控制，无法形成标准化，并且现场损失点无法以数据进行分析，导致不同班次之间，损失量无法形成量化管理与预防。本发明提供了一种钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统，以解决现有钢材生产中切损无法控制的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统，包括工控机、切损工艺称、打印机系统、数据库、PLC控制系统、触摸屏，所述工控机连接打印机系统、数据库、触摸屏，切损工艺称连接PLC控制系统，PLC控制系统通过工业以太网连接工控机，

包括以下步骤：

1)工艺过程的数据采集：现场切损工艺称测量实际切损重量通过无线传输时时上传并显示；

2)语音报警：实际切损总重、每次切损重量超过设定值后，会发出对应飞剪的切损超重、不合格品超重的语音提示；

3)远程修改偏移的自动控制；

4)PLC程序对接控制：PLC控制系统通过模拟量专用通道读取接受到的重量，并利用相邻两次的重量差值计算出单次切损重量；

5)精度控制：在PLC控制系统内部使用浮点数，并利用舍余取整功能与四舍五入功能，将数据显示在触摸屏侧，设定输入值精度1千克；

6)第二次重量采集：采集装机总重量和成品发货重量，并与最优切损重量比对分析。

具体的是，所述工控机上运行WINCC系统。

具体的是，所述步骤1)中的切损工艺称通过PLC设备侧接受并与相应的模拟量模块接线传输进PLC控制系统，将每次切损的重量刷新并存储到PLC控制系统中，通过编写相应的程序与之对接；通过触摸屏的画面编写，实现人机界面信息交流，显示实际切损总重、每次切损重量。

具体的是，所述切损工艺称第一次采集四台飞剪机的称重过程，对每次重量的变化进行统计：包含总重量，每次的剪切后变化的重量，以数据曲线的形式展现在画面上：现场人员根据剪切的质量与主操作工沟通，修改切损量，用数据+现场人员经验，形成第一层的闭环反馈；

每班次结束，自动生成切损重量的叠加数据，讲该数据作为历史记录存档，形成班组之间的纵向比对，通过每周定期的分析会议，分析、确定最合理的切损长度设定值，最优数据的共享与归档。

具体的是，所述步骤3)中的自动控制操作过程中，运用PLC程序与无线发送、接受的硬件与软件相配合，再现场增加相应的报警功能提示，数据时时采集、远程提醒的快速反应机制，人员根据实际情况调整切损量。

具体的是，所述步骤6)中的采集装机总重量为A，成品发货重量为B，最优切损重量为C，最优切损重量C包含过程重量和终端重量，

根据公式计算采集切损重量比例D＝(A-B)/A，

把采集切损重量比例D进行分解，得到的是数据与最优切损重量C比对。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计的钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统通过建立数据一体化互联网平台，将在线的1#飞剪、2#飞剪、3#飞剪的切损重量以及收集区域的剪切的不合格品的重量进行远程传输并汇总，进行自动统计，设定基准值与目标值，该指标列入每天的总结内，对异常重量提出分析并跟踪落实，用数据代替人工经验，用分析的结论验证措施的正确与否，并进行固化，形成规章制度与流程分析，实现数据代替经验、流程指导、制度监督的模式，为管理人员用数据用数据管控实现技术突破，其他人员执行即可的目的，降低专业技能人员经验的需求，提高了单位产值最大化，对提高企业在市场竞争中的存活率起到重要、关键的作用；

1)效率方面：通过数据平台，时时接受实际重量与每次切损重量，对数据进行分析，制定具有针对性的解决措施，尤其是生产线的车间、厂区，数据代替经验值，逐渐将原来的粗放式管控精细化、精准化，实现智能化管控；

2)人员方面：用自动化的技术手段，实现操作技能的提升，降低人员的专业技能水平要求，采用一到两人从事专业加工程序编写，程序运行稳定后，一人操作即可的模式，降低了专业人员数量的要求，节约3-4人的人工费；

3)效益方面：同等成本的前提下，现单条150万吨生产线，每年360万元收益。

附图说明

图1是钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统的程序控制流程图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种钢材重量数据的集中处理并与生产关联的数据系统，主要由：工控机、切损工艺称、打印机系统、数据库、PLC控制系统、触摸屏等工艺设备组成，采用工业以太网通讯，以0.01秒为周期，连续不间断扫描单机设备状态方式。该系统主要具备产品的计时、累加、数据无线传输、加工报表的自动生成、数据的智能分析功能、语音智能提醒、数据滚动显示画面。一人实现多数据的量化对比，并能在任何时间自动产生报表，对类似的流水线可以提供数据参考；如：飞剪切损设定、不合格品的预防等。自动控制系统具有高可靠性，较低的故障率和智能的自诊断功能，减轻了原先数据采集的难度(人为记录并数字计算)，高水平的自动化控制系统减轻了操作人员的工作量，优化重组岗位。

本发明采用博图V16.0编程工具，为编程控制系统提供了专门的多语言开发环境。监控软件采用扩展性，灵活性，集成性极强的博图自带的经典WINCC系统，监控硬件采用了西门子精简版的触摸屏，运行于WINDOWS10中文平台。

1)工艺过程的数据采集

利用：①现场切损工艺称实际切损重量通过无线传输时时上传并显示。②：通过PLC设备接受并与相应的模拟量模块接线传输进PLC控制系统，将每次切损的重量刷新并存储到PLC控制系统中，通过编写相应的程序与之对接。③：通过触摸屏的画面编写，实现人机界面信息交流。④：显示实际切损总重、每次切损重量。

第一次采集(包含四台飞剪，过程采集)：引入切损工艺称，对每次重量的变化进行统计：包含总重量，每次的剪切后变化的重量，以数据曲线的形式展现在画面上：现场人员可以根据剪切的质量与主操作工沟通，修改切损量。用数据+现场人员经验，形成第一层的闭环反馈。

每班次结束，自动生成切损重量的叠加数据，讲该数据作为历史记录存档，形成班组之间的纵向比对。通过每周定期的分析会议，分析、确定最合理的切损长度设定值，进行推广。打破了班组之间的技术壁垒，实现了最优数据的共享与归档。

2)语音报警

实际切损总重、每次切损重量超过设定值后(人为经验与讨论确定)，会与语音系统相关联，会发出飞剪(具体几号，如1#飞剪、2#飞剪、3#飞剪等)切损超重、不合格品超重的语音提示，根据实际需求再增加重要数据的上下限，超过限值，也会触发语音提示。

3)远程修改偏移的自动控制

在自动控制操作过程中，运用PLC程序与无线发送、接受的硬件与软件相配合，再现场增加相应的报警功能提示，如声光报警等，实现数据时时采集、远程提醒的快速反应机制，人员根据实际情况调整切损量，程序控制流程如图1所示。

4)PLC程序对接控制

PLC通过模拟量专用通道读取接受到的重量，并利用相邻两次的重量差值计算出单次切损重量。

5)精度控制

现场需要高精度的设定，在PLC内部使用浮点数，并利用舍余取整功能与四舍五入功能，将数据显示在触摸屏侧，设定输入值精度1千克.

6)PLC控制侧程序

表头重量的设定参数：第二次重量采集，采集装机总重量和成品发货重量，并与最优切损重量比对分析，采集装机总重量为A，成品发货重量为B，最优切损重量为C，最优切损重量C包含过程重量和终端重量，

根据公式计算采集切损重量比例D＝(A-B)/A，

7)把采集切损重量比例D进行分解，得到的是数据与最优切损重量C比对；将最优的方案保存、记录便于后期直接调用，持续运行；切损超重后分析，流程建立、制度落实与完善，更该剪切参数。

钢铁企业的轧钢厂的一条150万吨的棒材生产线为例：按照1900吨/班计算，班次之间的损失量差值再6200-8000千克之间，以中间量为基准，每班可降低900千克，每年的节约切损约为：300*3*0.9＝810吨，这是纯节约，每吨按照0.4万计算，约为360万元。这是一条生产线的多余收入，将切损量化、每天以报表的形式进行体现，不仅充分调动了全员的积极性，更为企业降低了设备磨损与电能损耗、同等投入的条件下，年经济效益可达360万元以上。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。