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埋弧焊管生产线自动化取信息化建立近况及发展趋势
[ 更新日期:2013-7-25 9:28:17]
中国第一条螺旋埋弧焊管生产线建于1958年。经由50多年的生长,海内埋弧焊管生产线曾经多达100多条,个中大曲径直缝埋弧焊管生产线10多条。这些生产线因为建立年月、建立主体差别,自动化、信息化程度差别较大。整体来讲,本石油石化体系六大焊管企业和宝山钢铁有限公司的埋弧焊管生产线根基代表了中国埋弧焊管行业的自动化、信息化程度。从工夫上来看,跟着计算机技术、PLC手艺、拖动取掌握手艺、现场总线技术和产业以太网手艺的生长取运用,2000年景为一个分水岭。2000年之前建成的生产线以继电掌握为主,根基为手动掌握;2000年今后建成的生产线应用了大量的先辈掌握手艺,主机多数实现了自动化,信息化体系在埋弧焊管制造历程中也有了差别水平的运用。
 
1、焊管生产线自动化近况及发展趋势
 
远十几年的管道建立,特别是陕京管线、西气东输等少输管线的建立,鞭策了中国油气运送焊管制造手艺、设备的生长,个中螺旋埋弧焊管的制造取应用技术已走在天下前线,大口径直缝埋弧焊管、热煨弯管制造从无到有,螺旋埋弧焊管最先接纳预粗焊工艺。总而言之,中国油气运送钢管的制造才能已到达国际先进水平。在那一轮油气少输管道建立热潮中,中国焊管企业新建了很多埋弧焊管生产线,对原有生产线也停止了革新晋级。在新建生产线、装备晋级革新历程中,经由过程自立研发、协作开辟和引进外洋装备等路子,使PLC、数控系统和工控机等普遍应用于各条生产线。生产线主机装备基本上实现了自动化,设备自动化程度取已往比拟上升到一个新的台阶。特别是宝山钢铁有限公司在2008年建成的UOE直缝埋弧焊管生产线,消费装备自动化水平很下,并承袭现代化钢铁冶金企业制造历程信息化管理运用较深的长处,在生产线上竖立完美的计算机管理体系,实现对焊管制造历程的集中统一管理,能够对从原材料到产物的所有历程数据停止纪录取跟踪,具有牢靠、轻易的可追溯性。远两三年中石油离别在南京、秦皇岛和青县等天建成了几条螺旋焊管生产线取直缝焊管生产线。这些生产线根基实现单机自动化,装备控制系统多数预留信息化接口,可以或许实现重要工艺参数主动采集、毛病自诊断、人机对话等功用,个中南京巨龙直缝焊管生产线所有控制系统、操纵岗亭均已实现毛病自诊断取人机交互。
 
从另一方面来看,中国埋弧焊管生产线在建设之月朔般对物料流向的追踪掌握取产物准确加工、管理之间的干系思索不多,在物料运送那一方面更多夸大灵活性、消费现场的弗成展望性,加工靠装备、和谐管理靠人的偏向还较重。这类状态致使生产线物料传送装备自动化程度广泛不下,现实消费中基本上运用手动、半自动操纵,有些岗亭以至借在接纳野生的要领挪动物料,那在埋弧焊管生产线粗整地区反应特别显着。另外,现场自动化体系借不很完美,该体系根基范围在电子传票的层面上,借需求野生停止物料辨识,质量管理体系出能实现要害信息的主动采集,数据及时性、有效性得不到基础包管,制约了质量保证程度、消费效力和效益的进一步提拔。
 
外洋先辈焊管制造企业曾经实现生产线信息化,竖立了现代化的数据采集和监控体系,能够近程监控、无人操纵、质量预警和主动天生质量报表等,经由过程对每加工环节严格控制,实现准确加工,确保制造出的产物机能一致性。如欧洲钢管集团的消费掌握和信息系统(PRODIS)、工艺设备参数主动采集体系(P.E.P.R.)和“参数管理机”(P.R.M.)等。经由过程这些体系实现“运用历程掌握道理,不断提高产品质量”,使其消费的大直径钢管可以或许知足极度的公役要求和在任何状况下保证质量。
 
从国内外发展趋势来看,竖立现代化的数据采集取监控体系和消费现场制造实行管理体系,搭建质量管理平台、生产管理平台和设备管理平台,周全实现生产线自动化、信息化,是中国埋弧焊管制造技术发展的一定途径,是全面提高埋弧焊管质量保证程度,制造工艺技术水平,确保生产线平安、高效运转的手艺支持。目前国内埋弧焊管制造企业正在掀起焊管制造历程信息化的热潮,外洋先辈钢管企业曾经实现制造历程信息化,并在背深层次运用生长。
 
2、中国焊管生产线自动化取信息化特性
 
2.1、PLC、数控系统、伺服、变频等手艺的运用
 
PLC、数控系统、伺服、变频等手艺大量应用于现场,使得现场自动化程度有了较大进步。20世纪80年月及90年月,微型PLC、工控机、交换变频手艺和数字直流调速手艺最先逐渐应用于螺旋埋弧焊管生产线主机革新或新机组的建立。个中对照有代表性的有:倒棱机、水压机改用微型PLC掌握,水压机油水压力电液比例掌握及水压曲线计算机采集,矫平机、递送机驱动接纳直流数字调速器,成型机组接纳PLC掌握等。经由过程这些手艺的运用,消费现场自动化水平有了肯定进步,实现了局部单机及某些加工历程自动化。事先先辈掌握手艺、智能掌握器件的运用在埋弧焊管制造行业照样停止在点的层面上,生产线上各大品牌控制系统、掌握器件运用显现百花齐放的现象,PLC品牌包含三菱、欧姆龙、西门子和GE等,变频器品牌包含三菱、富士、三垦和西门子等,直流调速装配品牌包含欧陆、ABB和西门子等。
 
跟着21世纪初西气东输工程的启动,中国埋弧焊管生产线的建立热潮到来,中国重要埋弧焊管制造企业均新建了大直径埋弧焊管生产线,浩瀚民营企业也最先进入油气运送焊管制造范畴。在此期间,分布式I/O手艺、现场总线技术、人机交互手艺和计算机技术日渐成熟,PLC不再仅仅局限于逻辑掌握范畴,络续背历程掌握范畴、计算机控制范畴生长,兼具模仿量处置惩罚、仪表掌握、数据处理、数据通讯才能,使得装备功用变得越发壮大。在新生产线的建立历程中,中大型PLC、分布式I/O、现场总线、数控伺服等获得大量运用,人机界面有了一定程度的运用,生产线主机根基实现自动化,WINCC、组态王等产业管理采集软件最先有一定程度的运用,有企业最先在质量管理方面停止信息化实验。华北石油钢管厂巨龙钢管有限公司在那一时期建立的JCOE直缝埋弧焊管生产线,因为接纳要害装备入口,主机配套和其他重要装备引进德国手艺海内研制的体式格局,从而使中国直缝埋弧焊管生产线单机自动化程度靠近世界先进水平,有些单机掌握手艺也可以或许到达事先天下一流程度。今后,中大型PLC体系、现场总线(PROFIBUS-DP)、HMI、数控伺服等最先周全应用于焊管制造装备,鞭策了中国埋弧焊管生产线自动化程度的进步。但因为资金题目,事先出能经由过程MEER公司引进焊管生产线信息化管理体系。
 
远两三年建成的埋弧焊管生产线,根基全部接纳现代化掌握手艺,主机控制系统具有历史数据积聚、毛病自诊断、人机对话等功用,并具有优越的可扩展性,最先背智能自动化偏向生长。同时,跟着德国、欧洲企业造管装备的引入,和西门子公司在中国推行力度的加大,西门子公司的掌握器件、自动控制系统在焊管行业逐渐建立了主导职位。
 
2.2、设备自动化程度的差别
 
在中国大部分埋弧焊管生产线上,既能够看到天下最先辈控制系统,也能够看到大略落伍的设备。一般来说,主加工装备自动化水平下,以至曾经到达天下一流程度,实现了单机智能自动化、信息化,且具有为上一级掌握管理体系上传掌握信息的才能。非重要装备自动化水平低,大多为继电掌握,纵然引入智能掌握器件PLC等,也只是为了削减继电器的运用或到达设置上进步的目标,在操纵体式格局上根基为手动,很多工序需野生干涉干与,使得全线根蒂根基自动化程度不下。埋弧焊管生产过程中铣边、成型、表里焊接、扩径等主加工工序根基不需工资干涉干与,管端表里磨削、喷标、焊接取切割引熄弧板、平头倒棱等辅佐工序必需依靠人完成加工,从另一方面道清楚明了统一生产线上设备自动化程度的差别。
 
2.3、信息化体系感化有限
 
信息化体系在现场有一定程度运用,但取自动化控制系统没有构成联络,功用倾向于管理,对加工历程质量掌握感化有限。计算机技术取网络通讯手艺的生长,鞭策了消费现场信息化体系建立,有一些造管企业在生产线上竖立了计算机网络体系,以至有企业将ERP背消费现场停止了延长,从种种公然宣布的文献及笔者现实接触到的生产线来看,这些体系多数以实现生产管理、质量电子传票为目标,出取自动化控制系统间接相连,不克不及实现历程数据主动采集取管号自动识别,数据根基依托现场计算机终端手工录入(从一些文献引见来看,宝钢UOE生产线计算机管理体系有历程数据的纪录及跟踪,因为不了解其体系硬件构造,不清楚其取底层历程掌握自动化体系是不是有物理衔接)。
 
如许的信息化体系最大瑕玷是:根蒂根基数据的准确性、可靠性、及时性得不到基础包管,工资录入毛病有导入体系的能够,达不到油气运送钢管质量十拿九稳的要求。笔者以为形成这类局势的缘由有两点:①中国埋弧焊管生产线现场整体自动化程度不下,不适应实现制造历程信息化的需求,不具有加工数据主动采集功用和信息化接口;②在中国参与此范畴的根基为计算机系统公司或大学里做计算机应用技术研讨的团队,他们短少消费履历及其工艺,一样平常对经由过程运用信息化体系,接纳历程掌握道理,实现准确加工、质量预警、优化加工工艺明白不深。
 
2.4、生产线的自动化、信息化建立滞后
 
自动化、信息化建立取生产线建立不同步,师长教师产后革新(或增添)的征象较多。因为资金、手艺、认识等方面的缘由,中国埋弧焊管生产线自动化、信息化建立每每滞后于生产线的建立。那一方面由于建立企业资金不敷薄弱,资金起首知足基本功能实现,和中国信息化取自动化根基同期生长,短少根蒂根基自动化充裕生长的阶段,致使短少相机行事的技术服务,建立企业摸石头过河;另一方面由于中国现阶段劳动力本钱偏低,管理粗放,自动化、信息化对提高经济效益的间接感化不明显,建设者取下层运用者对自动化、信息化进步质量保证程度,增进制造技术进步的感化熟悉不深。
 
3、结论及发起
 
加速非主机装备自动化革新,实现整线自动化,削减加工历程对人的依靠,为实现制造历程信息化、数字化的掌握取管理供应硬件根蒂根基。在主机实现自动化以后,非主机装备曾经成为埋弧焊管生产线效力进一步提拔的瓶颈。消费节奏减慢、微停机频仍、生产线拥堵征象的发生大部分是由于非主机装备毛病或辅佐工序效力低落而至,这里面有辅机投入不敷、硬件根蒂根基较差的身分,但在很大程度上与其自动化程度低干系亲切。另外,这些装备短少运转状况主动监测,不克不及停止毛病自诊断等使得毛病处置惩罚取前期防备变得难题,不利于对装备运转停止现代化管理。
 
生产线信息化体系必需取自动化控制系统联合,应起首实现数据主动采集取监控,包管原始数据的准确性、可靠性和及时性。信息系统的专长是对海量数据停止运算取管理,并凭据既定的划定规矩输出。它所得到的数据越详确、越正确、越实时,同时发生的输出也越牢靠。但在实现产业现场工艺参数采集、装备运转状况监控方面其实不轻易。生产工艺参数、物料散布、装备运转状况这些变量根基皆为装备主动运转所必须,自动控制系统多数已设置传感器取检测装配去实现自动检测。经由过程修建车间级网络,将信息系统取自动控制系统衔接起来,由控制系统完成现场数据主动采集,信息系统完成数据处理,能够使原始数据的准确性、可靠性和及时性获得包管,从而真正实现质量预警、工艺优化、主动配方等。同时也能够大大削减现场计算机终端的运用,进步体系运转可靠性。
 
应实现物料主动辨识,确保制造历程中加工工具的正确性和终究出厂产品质量的十拿九稳。以往信息系统手动输入卷号、炉号、板号和管号等信息,那从技术上没法根绝工资失误的发生,也便不克不及包管出厂产物管理的绝对牢靠。接纳当代先辈的物料主动辨识手艺,在产物制造和出厂的历程中实现不决意于人的钢管身份辨识,那对进步埋弧焊管出厂质量保证程度意义严重。
 
在自动化、信息化体系的建立历程中贯彻“历程掌握、准确加工、磨练考证”的理念。既掌握制造历程的每个环节,包孕原材料搜检环节,确保每一个加工行动皆准确,从而包管及格原材料加工出来的产物肯定及格,让磨练环节成为考证加工要领准确的手腕,不单单是挑出不合格品的东西。
 
生产线信息化建立应正视信息平安和标准化题目,应同期思索运维部队的建立。如今曾经有专门进击工场自动控制系统的病毒。伊朗境内诸多工业企业遭受代号为“震网”(Stuxnet)的“电脑蠕虫”病毒的攻击,这类病毒侵入工场企业的控制系统,并有可能获得对一系列中心消费装备的要害控制权。那一事宜对我们停止消费现场的信息化建立敲响了平安警钟。另外,根据国际、国家标准去修建工场信息化体系,并鞭策埋弧焊管行业信息化体系的标准化,是制止建立风险、得到最多技术支持的有用要领。
 
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