压滤机的控制

Remote Communication Based on VC 6.0 Between Master-Computer and PLC
摘要
选用可编程序控制器（PLC）对厢式压滤机进行控制。

首先介绍了目前国内外压滤机控制系统的现状，对厢式压滤机的工作结构和特点做了详细的阐述，在此基础上进行电气控制系统的设计，主要内容有：主电路、PLC控制电路和控制程序。

选用60点的OMRON CPM2A 型PLC，设计了PLC的I/O接线图。

根据压滤机的工作原理设计了PLC的梯形图程序，按照压滤机的操作方式，程序分为手动和自动两种工作方式。

设计完成后在实验室进行了模拟调试，实验结果表明：所设计的程序完全满足压滤机的控制要求，可以投入实际应用。

关键词可编程序控制器压滤机梯形图程序手动/自动
Abstract
The programmable controller (PLC) is used in the control system of plank filter-press. At first, the development of the plank filter-press is introduced in this paper, the structure of plank filter-press and its specification are also described in detail. Based on it, the electrical controlling systems are designed, which contains the main circuit, the controlling circuit of PLC and controlling program. The PLC used here is OMRON CPM2A with 60 I/O points. The ladder program is designed according to the principle of the plank filter-press operation, which has automatic and manual functions. The program has been debugged in the lab after designation. The simulation indicates the program can come up to the expectation completely, which can be used in practical application.
Keywords PLC plank filter-press ladder program manual/automatic
前言
当今，随着全球化制造和网络信息化制造技术的发展以及国际经济贸易多元化、多层次和多形式的激烈竞争，如何保证并不断的提高产品的质量已成为关系到企业能否在激烈的市场竞争中获得生存并得以发展的关键。

质量管理问题已经成为现代工业社会和各国经济建设中一个受到普遍关注的突出问题。

不论是发达国家还是发展中国家，都深刻地感受到提高质量地紧迫感和不提高质量就不能生存的危机感。

质量的竞争已成为贸易竞争的重要因素之一。

因而，各个国家及企业都在努力寻找提高产品质量的有效途径和方法，力图采取有效的对策，使自己的产品达到世界一流的质量。

但随着科学技术越来越迅速的发展，对产品质量的要求越来越高。

例如，近20年来，电子产品的不合格率已由过去的百分率、千分率，降低到百万分率（parts per million, ppm）,乃至十亿分率（parts per billion, ppb）的水平。

过去实行3西格玛原则，在稳态下的不合格率为2.7×10-3，现在则提出6西格玛原则，在稳态下的不合格率为2×10-9，及不合格率要比过去降低135万倍。

如此严格的质量要求可称之为超严质量要求。

为满足当今社会对超严质量的要求，质量管理面临前所未有的挑战。

质量作用的日益重要已成为这个时代的主要现象。

人们不仅把质量看成是国际市场竞争的主要手段，而且更重要的是看成是对人类社会安全和生存环境的防御力量。

一个产品，尤其是高科技的产品，若其质量不好，将不仅会阻碍和限制其应用水准，甚至会产生严重危害。

如：1986年前苏联的切尔诺贝利核电站，由于安装和密封件质量不好，造成核泄漏，使2000多人丧生，严重影响着整个地区的安全和人们的生活。

因此，人们必须重视产品质量，一定要从产品所隐含的质量危害中摆脱出来，保护自己，保护人类所共有的生存空间，并进一步把对质量的改进看成是合理利用社会资源、提高生产率、减少废次品损失和增加社会效益的战略良策。

从质量管理的产生至今,经历了约一个世纪。

质量管理是伴随着产业革命的兴起而发展起来的。

从历史的观点来看，差不多每隔20年，在解决质量管理工作方面就会发生重大的变革。

从20世纪初的质量检验到20世纪四五十年代的统计质量管理，到60年代以后的全面质量管理，质量管理的观念和方法一直在更新。

近年来，国内外对质量管理的研究和实践更加重视，大量先进的质量管理思想和方法，如面向质量的设计、质量功能展开、以田口设计为代表的稳健设计等先后被提出来，特别是ISO9000质量体系的建立和实施，促进了质量管理的进一步发展，使质量管理逐步发展成为一门系统的质量管理学理论。

第1章质量管理及其基本概念
1.1 过程的概念
过程是指“一组将输入转化成输出的相互关联或相互作用的活动”(ISO9000：2000-3.4.1)。

注：
（1）一个过程的输入通常是其他过程的输出；
（2）组织为了增值通常对过程进行策划并使其在受控条件下完成；
（3）对形成的产品是否合格不易或不能经济的进行验证的过程，通常称之为“特殊过程”。

1.2 产品的概念
产品是“过程的结果”(ISO9000：2000-3.4.2)。

产品是过程的结果，没有过程就没有产品。

但是这种结果可以是人们所期望的结果，即满足顾客某种特定需要的东西，也可以是人们所不期望的结果如污染。

(ISO9000：2000-3.4.1)。

1.3 组织的概念
在质量管理领域，组织的定义为“职责、权限和相互关系得到有序安排的一组人员及设施”(ISO9000：2000-3.3.1)。

由“组织”的定义，组织离不开人员和设施，即资源。

组织有着自己的结构，即组织机构。

组织机构实现了组织中人员职责、权限和相互关系的有序安排。

组织的目的是提供产品，如硬件产品、软件产品、流程性材料或服务。

1.4 质量的概念
质量是质量管理的对象，正确、全面的理解质量的概念，对开展质量管理工作十分重要。

ISO/TC176综合了各种观点，在国际标准ISO9000：2000中对质量作了比较全面和准确的定义：“组固有特性满足要求的程度”(ISO9000：2000-3.1.1)。

注：
（1）质量不仅针对产品，即过程的结果，也针对过程和体系或者他们的组合；
（2）质量中的“要求”是指“明示的、通常隐含的或必须履行的需求或期望”(ISO9000：2000-3.1.2)；
（3）无论是产品、过程或体系，都是为满足顾客或其他相关方一定的“要求”而产生的。

1.5 质量管理
由于管理是指“指导和控制组织的彼此协调的活动”(ISO9000：2000-3.3.1)。

故质量管理是“指导和控制某组织与质量有关的彼此协调的活动”(ISO9000：2000-3.2.8)。

与质量有关的活动，通常包括质量方针和质量目标的建立、质量策划、质量保证和质量改进。

因此，质量管理可进一步解释为确定和建立质量方针、目标和责任，并在质量体系中通过诸如质量策划、质量控制、质量保证和质量改进等手段来实施的全部管理职能的所有活动。

第2章质量控制的数理统计学基础
2.1 数据的种类
在科学研究和生产实践中，我们经常遇到各种各样的数据，按照性质和使用目的的不同，可以分为计量值数据（或称连续型数据）和计数值数据（或称离散型数据）。

2.1.1 计量值数据
所谓计量值数据是指数据在给定范围内可以取任何值，即被测数值可以是连续的，如测量产品的长度、重量、硬度、电流、温度等。

但是，由于测量方法受到限制，或者是没有必要把
所有的产品都测量，因此，测量结果的数据是不连续的，数据的变化情况与所使用的测量仪器精度有关。

2.1.2 计数值数据
所谓计数值数据是指那些不能连续取值的，只能以个数计算的数为计数值数据。

产品的不合格品数或缺陷数等等都属于计数值数据。

如不合格品数，铸件的气孔、砂眼数、气泡数、疵点数等。

2.2 总体和样本
把所研究的对象的全体成为全及总体，也叫母体或简称为总体。

从全及总体中，按随机原则抽取的一部分单位所组成的产品数，称为样本总体或抽样总体,因此,样本石油一个或多个单位产品构成的。

单位产品是要实行检查的剧本产品单位，或称为个体。

例如，若从全部零件中抽取100个作调查，这100个零件构成样本，每一个被抽中的零件成为单位产品。

通常全及总体的单位数用N 来表示，样本单位数称为样本容量，用n 来表示。

相对于N 来说，n 则是个很小的数，它可以使总体的几十分之一，乃至几万分之一。

至于样本的单位数目应多少才算合适，必须根据统计研究的目的、任务和研究 对象的性质等而定。

一般来说，样本总体单位数达到或超过30个成为大样本，30个以下为小样本。

2.3 数据特征值
数据特征值可以分为两类。

一类是数据集中趋势的度量，如平均值、中位数、众数等；另一类是数据离散度的度量，如 极差、平均偏差、均方根偏差、标准偏差等。

2.3.1 表示数据集中趋势的特征值
1.频数
通常要把杂乱的数据按照一定的方式（如由大到小）进行整理。

计算各个值反复出现的次数，称之为频数。

2.算术平均值
如果产品质量有n 个测量数据xi （i=1,2,...,n ），那么他们的平均值由下式求得：
∑==n
i i x n x 11
3.中位数
将一组数据按大小顺序排列，排在中间的那个数称为中位数。

当一组数据总数为偶数时，中位数为中间两个数据的平均值。

4.众数
众数是一组测量数据中出现次数（频数）最多的那个数值。

2.3.2 表示数据离散程度的特征值
1.极差
极差是一组测量数据中最大值和最小值之差。

通常用于表示不分组数据的离散度，用符号R 表示。

max min R x x =- 式中，max x 表示数据的最大值；min x 表示数据的最小值。

2.标准方差
对于全体及总体来说，从理论上来讲，可以求出描述全部产品测量数据的一个离散程度，我们称之为总体标准方差σ2，如下式：
2
2
11()n i i x x n σ==-∑ 但在质量管理中，对于大量生产的产品来说，我们不可能对全部产品进行检验，通常只对其中一部分产品（样本）进行检验。

当我们把有限数量产品测量数据按标准方差的公式求得的样本方差和总体方差作一比较，会发现这个估计值将偏小。

因此，我们必须用因子n/（n-1）乘上样本方差来修正，则样本标准方差S 2为
22
11()1n
i i S x x n ==--∑
3.标准偏差
把样本标准方差开平方后，可得样本标准偏差为：
S =
当计算样本标准偏差时，随着样本大小n
则标准偏差估计值的误差将会减小。

第5章 统计质量控制方法综合应用案例
某纺织机械厂的主要产品之一是细纱机,也是该厂创效益、创外汇的产品。

机梁是细纱机的主要零件，在细纱机中起着支承牵伸装置、导纱板升降装置、钢领板升降装置、纱架等部件的作用，其质量将直接影响细纱机装配质量。

机梁自身结构属长向薄壁形，其长厚比达130：1，及易产生加工变形，而技术精度要求高，其中主要技术特性值平面度要求仅为0.15mm 。

与同行业相比，为了减少切削，机梁毛坯加工余量仅为3mm ，给加工工艺带来了难度，机梁数量大，每台细纱机有28根，每年需67000根机梁，机梁质量的好坏将直接影响该厂经济效益，而现在机梁质量波动大，返修率较高。

因此提高机梁一次合格率具有更重要的意义。

5.1 现场调查
为了提高机梁一次投入产出合格率，质量管理小组对机梁整个加工工艺过程进行了分析讨论。

产品加工工艺流程：
铸坯→粗铣机梁两外角尺平面→精铣机梁两外角尺平面→铣机梁两里角尺凸肩面→粗、精铣机梁两端面总长→钻、攻机梁两角尺上罗纹及孔→去毛刺
1.寻找原因
为了寻找出现废品的原因，对500件机梁加工工序的一次合格率进行测试，数据如表5.1。

表5.1 机梁加工工序一次合格率测试表
各工序共产生140件不合格品，如表5.2所示，它的分布如图5.1所示。

由图5.1可见，五道工序中精铣机梁两外角尺平面为出不合格品最多的工序。

2.寻找影响精铣机梁两外角尺平面工序质量的主要因素
结束语
给料泵将浆液从尾板的给料孔输送到滤室里，当滤室充满浆液后，压滤过程开始，浆液借助给料泵的压力，进行固液分离。

在压滤初期，浆液在滤室内滤饼厚度不大，滤饼的阻力较小，脱水速度快，通常此时用低扬程、大流量的泵。

随着滤饼厚度增加、阻力增大，压滤速度下降，此时应用高扬程、小流量的泵。

压滤过程所需的时间，根据浆液的过滤特性和工艺要求而确定，当达到规定压滤时间，停止给料，压滤过程完成。

谢 辞
具备上述基本特征的压滤机称之为第一代压滤机。

它适用于高灰分、细粒度、高粘度的煤泥和尾煤的脱水，也适用于精煤与化工原料的脱水和过滤。

产品的水分约为20%～22%,滤液浓度为0.030～1g/ L 。

不足之处主要表现在4个方面:：处理能力小，间歇生产，压滤时间长；机体笨重，占用空间大；操作复杂，操作成本高；滤布耗量高，滤板寿命短，维修量大。

表5.2 机梁各加工工序不合格品表
100 80
60 40 20 0 关键工序机梁不合格品数/根 累积百分比
外角尺平面 粗铣机梁两外角尺平面 条小平面 角尺凸肩面 尺上各罗纹及孔 图5.1 机梁不合格品分布
参考文献
1．秦现生，质量管理学，科学出版社，2002
2．韩之俊、张渭基，质量工程学，科学出版社，1991
3．赵涛，企业作业流程再造与全面质量管理，1997
4．蒋鸿章，ISO9000质量管理系列国际标准应用指南，国防工业出版社，1998
5．梁乃刚，质量管理与可靠性，机械工业出版社，1995
6．刘广第，质量管理学，清华大学出版社，1997
7．秦现生、梁工谦，质量管理学，西北工业大学，2000
8．李瑞，质量管理和质量保证国家标准实施指南，中国标准出版社，1995
9．叶玲、肖子敬，酸性物质改性蒙脱石对有机废水的脱色性能的基础研究，矿业快报，2002（3）：19～21
10．廖常初编著，可编程序控制器应用技术，重庆大学出版社，2003
11．郝廷玺，质量保证与质量控制，航空工业出版社，1989
12．刘慧罗著，质量管理学，西北工业大学出版社，1995
13．Richard S.Leavenworth, 质量控制统计方法，机械工业出版社，1999
14．刘刚主编，质量管理与可靠性，机械工业出版社，2004
15．王海涛，企业作业流程再造与全面质量管理，2002。