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数据采集帮助减少报废并提升质量

作者:Jeanine Katzel, Control Engineering2009.10.15阅读 10346

  具有逾150年经营历史的Intermet公司,是延性铁、铝、镁及锌金属铸件设计制造方面的专家。其年产量超过700,000吨。公司总部设在德克萨斯州的Ft. Worth,下设3个多车间制造分公司:钢铁、压铸件及PCPC(差压铸造,一种先进的铝件铸造技术)。其产品包括底盘、刹车、动力系统及车身内件,并被大部分汽车生产商用于其车辆生产。
  上世纪90年初,Intermet开始与GE Fanuc智能平台合作,在其位于GA Columbus的铸造厂实施Proficy HMI/SCADA iFIX监测及控制系统。其目的在于提升产品数据的收集及共享速度。这项应用进展很快,如今,Intermet公司已升级到4.0版本,并在程序包中新增了Proficy Historian 3.0及Real Time Information Portal 2.5。
  1999年,其分公司的制造系统程序员Tom Ihrie开始着手将生产过程与Proficy系统相整合。在GE Fanuc位于GA Duluth的SI合作商在工业自动化优势的协助下,他们开发出一种方法,改进了过程仪器收集关键数据和生成铸件金属品质报告的性能。这种最初的数据采集系统,很快在增进能效和制定工厂运转决策方面表现出辅助作用。
  对数据进行监控之后控制工程网版权所有,我们发现很多问题都会导致报废。公厂的过程改进经理Mike Smith说CONTROL ENGINEERING China版权所有, “前一天的产品趋势看来一切正常,但第二天它们就可能出错。这种好坏波动正是我们过程中的某些因素导致的。像我们这样大的过程,具有多种相互关联的功能以及如此多的变量,很多问题都可能发生。我们制定了这项计划,因为我们必须学习更多关于我们的过程的知识,以使我们对它有更多的了解。”

  数据采集系统的运用
  Intermet的数据采集系统所带来的最重大的收效之一,便是因过程精确度的改良而减少了废品数量,尤其是在测量浇注温度时。“如果因为几个温度数打断了你的工作,更多的废品将产生。”Ihrie解释说。
  这些改进也有助于制造出更精密的铸件。Smith补充说,“铸件含有沙或炉渣,是造成报废的最大原因。改进所带来的最大好处,便是降低了沙和炉渣的含量。它还有其它的好处。比如我们可以对系统显示屏进行个性化定制CONTROL ENGINEERING China版权所有,这样,技术员就可以打造自己的过程显示屏,决定它怎样显示和显示什么。他们所采用的温度数被直接录入数据采集系统,无需手动操作和文笔记录。”
  在分光计数据工程实施以前,操作者需要手动烧热样本和记录分析仪器数据。现在,利用Proficy进行紧密控制,意味着可以进行更多的试验。实际每轮燃烧数由40次上升到300次,使得操作者将时间更多地用于设计和生产而非作文笔记录。“这些接受过高等培训的技术员将时间花在文书工作上是一种浪费。”Smith说CONTROL ENGINEERING China版权所有,“这样他们便节省了时间,能做更多采样。这项工程也帮助我们更多地了解我们的过程。”
  Smith举了一个例子来说明这个系统是如何协助Intermet改善质量问题和修复琐碎问题:“成型是一个关键部分,有三个重要的过程相互作用:湿沙的特性,模子的装填和传送,以及铁浆的浇铸。”任何时刻,这些变量都可能导致问题。Historian让我集中这些变量,观察它们怎样相互影响。不需要IT工程师,也不需要叫他们把这与那作比较了。我只需将数据显示在屏幕上。通过系统收集到的全部参数,我也能做到。
 “当我们担心一种金属或者制造过程的特性CONTROL ENGINEERING China版权所有,系统可协助我们测定哪些零件受到了影响——或更重要的,哪些零件未被影响。我们可以将问题剔除,丢弃问题零件,而将正常零件完全保留。因为我们可以明确地显示过去发生的一个问题的时间和位置,以及需要处理哪些零件。”

  能效管理
  Intermet的数据采集系统也参与能量管理。对于需要熔炼金属而消耗大量电能的产业而言,能量管理十分重要。“出于节省能源的需求,我们对设备进行循环回收CONTROL ENGINEERING China版权所有,并在一开始就对这种需求作出预期。”公司也通过对一些压缩机内的气压进行监控的方法来减少用电,根据需要开关上述设备,每小时可节省10到15美元。
  为了满足环境保护要求,Intermet需要为环境保护局(EPA)提供记录,因为此类工业必须具备袋滤室和集尘系统。“我们已经将袋滤室监控系统与数据采集系统挂钩,这样它便可以为我们提供实时性能信息。”Smith说。“员工习惯了在轮班时四处巡视和作手动记录。现在则是用系统获取数据,而EPA也很满意这种电子记录,因为它们更准确。”
  2004年以来,Columbus工厂的报废率降低了1%,约合4400吨铸件。“合金很昂贵,”Buxkemper解释道,“我们现在采取对化学元素进行持续跟踪的方法来确保加入合适的合金量,以免浪费资金。”这家公司能从每吨铸件中节省半磅的铜,对于一个年产140000吨的公司,这笔数量很可观。

  持续有效的结果
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