QC小组活动总结(除尘管路故障预警控制研究)

动力车间QC小组活动报告一、小组概况动力车间设备线QC活动小组登记时间2009、8、4小组注册号1202-2009小组类型创新型课题注册号组长刘海伦活动时间2010.6－2010.12活动次数23活动出勤率100％课题名称堵尘故障预警控制研究小组成员序号姓名性别年龄文化程度岗位组内职务1刘海伦男39技术员大专组长2黄亚飞男37付班长大专副组长3陈望忠男39技术组长硕士组员4袁子龙男37技术员大专组员5匡亦功男39维修电工大专组员6张伟宏男24维修电工本科组员TQC培训：小组成员平均受培100小时以上，考评合格。二、小组活动时间表小组活动及计划甘特图月份进度进度2010/6月2010/7月2010/8月2010/9月2010/10月2010/11月2012/12月负责人课题选择刘海伦设定目标全体组员提出方案并确定最佳方案全体组员（分专业）制定对策全体组员实施全体组员（分专业）效果检查张伟宏巩固措施全体组员计划完成实际完成三、课题选择集中除尘是卷烟制造过程的一个重要工艺环节，此工艺承担制丝车间的风力排潮和风力除尘，同时承担卷包车间的风力送丝和风力除尘。除尘系统的工作过程是通过电机驱动风机转动进行抽风，以流动风力作为动力，将制丝和卷包车间生产过程中的废汽和废尘通过负压风力带动，流经风管、除尘器等除尘装置进行处理回收。（以下是除尘工艺流程图）风阀故障堵管故障堵塔故障由于粉尘的粘附性较强，除尘管路系统堵塔、堵管或管道风阀故障频率很高，每次堵尘故障需停机耗费大量时间对管路烟尘进行清理。同时由于堵尘是除尘管路或除尘器内部故障，没有工具进行内部的运行故障检查，尽管设备具有故障时的过载保护，但堵尘是欠载性故障，只有当故障现象特别严重导致影响生产工艺时才能过时发现，造成过后的应急操作和维护处理。如果能提前对该类风管故障进行预警，既可避免故障情况严重后造成设备损坏，又可提前预知及时采取措施保障生产工艺。为找到一种有效预警除尘管路故障的方法或装置，小组成员咨询了行业内许多兄弟厂家和除尘设备制造厂家，大量搜寻了网上资料，却没发现有人做此方面的专题研究，找不到有价值的方法和资料解决上述问题。鉴于除尘工艺在卷烟工艺流程中的重要性和管路故障不可消除现实客观性，提前预知故障应该是处理问题的最好方法，所以小组决定进行创新性研究，选择“除尘管路故障预警控制研究”作为年度QC攻关课题。风阀故障堵管故障堵塔故障四、设定课题目标：当集中除尘设备出现堵管、堵塔故障时，要能进行高精度可调控的故障预警，才能有效解决初期故障恶化后带来的严重后果。因为除尘管路内部故障不能直接检测，预警控制只能间接从故障时的负荷变化情况进行研究，经过小组讨论，我们设定课题目标为：通过攻关研究，研究出一套预警控制系统，当故障发生时能可靠预警。五、确定方案：1、方案整体思路一套完整的预警控制系统，必不可少的需要完成故障检测、故障识别和预警输出三个环节的研究。（1）故障检测：因为堵尘故障为内部故障，只能采取间接检测方法。当管道出现故障堵塞后管阻上升，除尘机组负荷将发生变化，通风流量、流速、风压、电机电流等参数会随之变化，可通过上述四个变量对故障进行间接检测。（2）故障识别：因为除尘机组负载除了受管阻故障影响，同时受制丝或卷包车间末端负荷影响（但这种负荷变化是瞬时的不持续的），研创的预警控制方法必须完全能甄别，不能进行误判。（3）预警输出：采取一种装置对故障信号进行接受处理和输出，要求精度高和可靠性强。6月14日小组成员召开讨论会，围绕如何实现预定目标，通过外置声光报警器预警通过上位机监视画面显示预警通过上位机内置语音装置预警通过上位机软件判断PC机本身输出通过PLC程序控制输出增加可编程的控制仪设定下限输出预警信号的输出方式信号分开传送信号集中传送通过模/数转换器传输信号通过DP网线传输信号将检测信号转换成转换成数字信号将检测信号转换成模拟量电压信号将检测信号转换成模拟量电流信号通过检测风压变化检测故障通过检测电机电流变化检测故障通过检测流速变化检测故障通过检测流量变化检测故障如何对管路故障进行检测如何处理检测信号通过外置声光报警器预警通过上位机监视画面显示预警通过上位机内置语音装置预警通过上位机软件判断PC机本身输出通过PLC程序控制输出增加可编程的控制仪设定下限输出预警信号的输出方式信号分开传送信号集中传送通过模/数转换器传输信号通过DP网线传输信号将检测信号转换成转换成数字信号将检测信号转换成模拟量电压信号将检测信号转换成模拟量电流信号通过检测风压变化检测故障通过检测电机电流变化检测故障通过检测流速变化检测故障通过检测流量变化检测故障如何对管路故障进行检测如何处理检测信号2、故障检测方案（1）、小组对提出的意见、观点进行整理后，就故障检测得出以下三种方案：检测流量变化预警：管道故障堵塞后管阻上升，通风流量将降低，通过安装流量仪检测故障流量变化，再将流量信号转换为电信号，然后将采样的电信号通过处理后输出预警。检测风压变化预警：出现管道故障时，故障点前后的风压值将发生变化，故障点前端的压力将减少（负压上升），故障点后端的压力将增大（负压下降），通过现有的压力检测仪检测压力变化，再将流量信号转换为电信号，再将采样的电信号通过处理后输出预警。检测负荷电流变化预警：管道故障堵塞后管阻上升，通风流量降低，电机的输出负荷降低，通过检测电机电流间变化间接检测故障，将电机电流信号通过采样通过处理后输出预警。（2）、检测方案分析故障检测方案分析方案周全性可行性经济性实行周期预期效果方案一：检测流量变化预警管道任一横截面流量相等，可检测全程管路故障可实施，难度较大万元，价格昂贵。实施过程需要停产，并在管道上开孔安装，需要铺设控制信号电缆并引入控制室，单台施工需要2个停产工作日。整体施工周期需2个月。直接检测流量变化。效果好方案二：检测风压变化预警故障点前、后端风压变化相反，不能检测全程故障易实施可利用现有压力传感器，无需增加采样仪表费用。增设信号配电器采样，单台实施需要3h，整体施工周期需1周半。不能检测流量变化。效果不好方案三：检测负荷电流变化预警流量变化时最终导致电机电流变化，可检测全程管路故障易实施可利用变频器现有功能采集电机电流，无需增加采样仪表费用。直接从控制柜变频器采样，单台实施需要2h，整体施工周期需1周。间接检测流量变化。效果较好（3）、检测方案评估结合上面的分析，按如下权重比例对三种方案进行评估分析，评估结果如表所示。故障检测方案选优表方案评估总分结论周全性可行性经济性实施周期预期效果方案一★▲○▲★17分×方案二▲★★★○19分×方案三★★★★▲25分√评分标识说明：○（1分）；▲（3分）、★(5分)根据评估结果，小组初步选择方案三“检测负荷电流变化预警”作为除尘管路故障检测方案。为了验证负荷电流变化是否能反应出管路故障，6月20日我们通过关小管路风阀开度，对除尘几台机组作了前期故障模拟试验，以下是当时的模拟电机电流曲线调查图：从以上调出图可以看出，当出现除尘管路故障时，电机电流随之变小，满足方案设计需求，小组认为检测负荷电流变化预警方案完全可行。3、控制方案根据控制要素要求和各种控制装置的相关匹配，我们讨论出两种控制方案：常规控制和微机控制。（1）、控制方案分析我们对两种控制方案的组成要素和控制优劣度进行了如下的全面比对分析：控制方案比对分析表方案所需信号所需匹配装置拓展性能可行性控制能力操作性能方案一：常规控制只能采用模拟量电流信号普通带编程的智能控制器（需购买）带定值设定输出，无其它拓展功能。易实施信号处理能力一般，比较可靠参数设置复杂，操作不方便。方案二：微机控制可采用各种检测信号PLC编程控制器和上位机（现有）可调设定输出，带多种输出拓展功能。可实施，有一定难度信号处理能力较强，控制可靠上位机设置，操作简易方便（2）控制方案评估我们按控制方案的各要素和性能权重系数进行下表评估：控制方案选优表方案评估总分结论所需信号所需匹配装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√评分标识说明：○（1分）；▲（3分）、★(5分)根据评估结果，方案二明显优于方案一，只是在实施上存在一定难度，因为微机控制需进行PLC编程和上位机组态，但小组成员具有解决困难的专业能力，所以小组选择方案二“微机控制”作为预警控制方案。4、确定最佳方案根据以上一系列分析和比对选择，综合考虑信号检测方案和控制方案，小组成员确定了“电流检测+微机预警控制”作为最佳整体方案，方案由检测电机电流、PLC运算分析、上位机预警输出3大部分组成。（如下图）检检测电机电流作为故障信号变量电流检测微机预警控方案电流检测微机预警控方案PLC运算分析PLC运算分析微机控制微机控制上位机预警输出上位机预警输出六、制定对策7月中旬，根据确定的最佳整体方案，通过小组讨论制定出了较为详实的对策计划：对策计划表方案要素对策目标措施地点负责人完成时间电机电流采样从变频器采集数字电流信号能与PLC进行通讯通过变频器自身编程软件调出电流参数，适配好与PLC网络的通讯协议除尘控制柜黄亚飞2010年9月1日前PLC运算分析编制电流预警程序能对采集的电流信号进行运算处理和输出先下载原有除尘控制程序至办公电脑，办公电脑安装好编程软件，在原程序中编制电流预警程序块。办公室刘海伦2010年9月1日前上位机预警输出编制上位机预警窗口与机组实际变量吻合，能进行数据溢出变色预警办公电脑安装好WCC编辑软件，根据程序变量拟好变量表，根据变量编辑好预警窗口。办公室黄亚飞2010年9月1日前调试模拟故障实际运行满足课题目标先备份好原有控制程序，将改进程序下载至除尘上位机运行，调试运行完好后下载至PLC。除尘机房刘海伦2010年10月1日前七、实施

为了尽快实现预期目标，我们结合现场实际施工条件，按项目负责制原则，小组成员依照对策措施计划表，从2010年9月份开始进行创新实施活动。实施（一）：从变频器采集数字电流信号实施时间：8月14－15日实施人员：黄亚飞、匡亦功主要实施内容：通过变频器编程手操器找到变频器数字输出19系列，设定电流数字信号至DP网。设置变频器电流数字信号与DP网线的通讯，生成数据字节，设置变频器电流数字信号与DP网线的通讯，生成数据字节，实施（二）：编制电流预警程序实施时间：8月5日－15日实施人员：刘海伦、陈望忠实施（三）：编制上位机预警窗口实施时间：8月15-25日实施人员：黄亚飞主要实施内容：办公电脑安装WCC编辑软件，按程序变量绘制预警窗口画面。实施（四）：模拟故障调试运行实施时间：9月12日实施人员：小组全体成员模拟故障调试实施方案模拟故障调试实施方案一：调试步骤步骤1.备份好原有控制程序。步骤2.下载改进程序和组态预警画面至除尘上位机。步骤3．根据除尘电机电流原始记录，偏低5%设定风机预警值。步骤4.开机运行风机，模拟轻微故障将风阀开度关闭至80％。二：调试运行正常后下载改进程序至除尘PLC。三：本方案报车间审批后方可执行。动力车间电器QC小组2010小组按调试方案一步步进行，故障预测时各机组都能正常输出预警信号，但是发现部分机组风阀正常开度时出现误报警。调试成员检查发现，原因是所有机组正常运行时都出现电流波动，一些机组瞬时电流值波动超过了设定值引起误报警，这样就不能准确检测是否为管路故障。C6机组瞬时波动点误报警C6机组瞬时波动点误报警那么是否可以稍微放宽预警设定范围来解决误预警问题呢？接下来我们进一步调查统计各机组的波动幅度，有些机组波动幅度接近或超过10％。我们以波动最为严重的C12机组进行调查分析：正常运行电机电流统计分析表调查对象：C12采样指标：电机电流样本量：100时间：样本号12365678910X166X2X3X6X5X6X7X8X9X10样本max样本min66样本极差电流平均值电流波动幅度%统计分析人：张伟宏模拟故障运行电机电流统计分析表调查对象：C12采样指标：电机电流样本量：100时间：样本号12365678910X164X2X3X6X5X6X774X8X9X10样本max样本min64样本极差电流平均值74.011电流波动幅度%6463319统计分析人：从统计表我们得知：正常运行时机组电流波动幅度为％，电流平均值为A;模拟故障运行时电流波动幅度为％,但平均电流值降为74.0。可见管路堵尘故障时电流波动反而增大，但电流平均值已经降低（降低幅度为｛78.3-74｝/78.3＝5.5％），正常波动幅度超过了故障电流降低幅度，显然通过放宽设定范围不能准确检测故障。至此，我们只能考虑其他解决误预警的方法，我们调取无故障正常运行时电流曲线发现：所有误预警只是瞬时现象，误报警时间间隔超过数十秒。（曲线图）误报警时间间隔（刻度单位为