ＱＭＳ系统在棒材加热、轧制生产中的应用

ＱＭＳ系统在棒材加热、轧制生产中的应用摘要：轧钢厂原有的以ＰＬＣ程序为主的生产管理系统是建厂初期上的内部生产管理系统，此系统内的加热温度、轧机电流、空燃比、开轧温度等数据仅能在生产现场主控室的电脑之间流转，数据全部存在ＰＬＣ服务器中，生产线职工只有通过调取操作画面，手工抄录各种数据到纸张版记录中，无法形成电子数据报表并传输到公司级局域网中，本文通过对ＱＭＳ系统的实施，不仅实现生产数据从封闭的内部生产系统传输到公司级局域网，保证生产可追溯性的同时，而且实现物料跟踪功能，可以得出每支钢坯的各段加热温度、在炉内加热时间、开轧温度及电机电流等数据，使企业管理者更好的掌握生产动态，实现对生产的掌控。

关键词：ＱＭＳ实施完善引言：轧钢厂内部的ＰＬＣ生产管理系统使用范围较小（目前仅用于本车间内部自动化生产控制使用），故服务器的性能指标及保存期也较短（仅3个月），所以加热、轧机区的重要数据都必须手工记录，但手工记录存在出错或造假现象，且数据无法以电子档形式传输到公司局域网中进行保存，随着时间的逐步推移，客户需求也在不断的提高，为进一步提升轧钢厂产品质量，配合精细化管理进程，轧钢厂引入了ＱＭＳ管理系统。

一、ＱＭＳ的组成及运行机理（一）、加热炉系统：1、炉号自动识别系统北科大ＱＭＳ项目组在轧钢厂加热炉入炉辊道上加装专用相机，用于对转炉来料的标识进行拍照，通过系统的自动识别程序，识别出每支坯料的炉号，传入服务器中，同时匹配当前生产计划中炉号、批号等内容，来判断此炉号的第1支与计划中的钢坯炉号是否相同，如果相同，则自动进入ＱＭＳ系统的物料跟踪系统中，如果不相同，则自动画面报警，待人工确认后，再次进入物料跟踪系统中，如果人工不确认，则系统将停止运行。

报警的目的是提醒现场操作核对当前实现即将入炉的钢坯与计划钢坯是否相同，如果不同，则有可能产生混钢后果。

职工在操作室中即可看到相机上的炉号。

如果系统炉号识别正确，则后续拍照同炉号的坯料将进行累计，并与生产计划中的同炉号钢坯数据进行比对，实现每支坯料的数据跟踪过程。

2、加热炉加热温度、空燃比等数据采集系统轧钢厂现场仪表及测量器具，既包括计量仪器也包括光电管信号或信号开关等等，计量仪器用于采集温度、空燃比、加热温度等具体测量值，而各类信号则根据是否有钢信息实现0和1的转换（当信号仪测量到有钢坯或成品条经过时，自动显示为1，未检测到物件时，状态为0，如果现场传出0—1—0时，则代表有1支钢通过此光电管座号），轧钢厂将现场加热区所有设备的ＩＰ地址和相应的ＤＢ、ＭＤ、ＰＩＷ等地址号发给ＱＭＳ项目组，由他们通过二级系统，自动读出ＰＬＣ中存储的各类数据，传送到公司ＱＭＳ服务器的数据库中，配合公司的时间服务器，最终通过程序设计，形成时间-数据曲线的趋势图。

（二）、轧机区系统轧钢厂在轧机区共设立2类数据报表和趋势图（除鳞压力和轧机区电流值），实时反映生产质量的控制情况，操作者也可根据不同的钢种来调整除鳞压力和监控电机负荷情况。

1、除鳞压力除鳞效果在表面质量控制中处于重要的地位，轧钢厂曾因为除鳞不干净出现过多起质量异议，总赔已经款超10万元，为确保除鳞干净，轧钢厂的操作规程中已经要求轧机主控工必须根据不同的钢种采取不同的除鳞压力，所以，除鳞压力数据的自动采集及纳入监控指标很有必要，为此除鳞压力指标也进入轧钢厂ＱＭＳ的报警画面。

2、轧机负荷的采集在ＱＭＳ系统中，为了保证生产连续、可控，轧钢厂将各轧机ＤＢ地址和ＩＰ地址及时发送到ＱＭＳ系统，让其制作成趋势图或报表，展示给生产线职工，从趋势图中可以看出生产线全天24小时的停机和开机情况，从图中可以看出轧机换品种多长时间、本班连续生产多长时间，该时间的设备热停工情况等等，避免人为记录热停的时长假造现象。

（三）、报警系统ＱＭＳ系统利用物料跟踪功能，将系统采集到的每支钢坯的加热温度、加热时间、除鳞压力、空燃比、炉压等数据与已录入到ＱＭＳ系统中的工艺规定值进行比较，如果采集到的数据超出工艺范围，则立即报警，否则正常通过，并将数据进入《ＱＭＳ数据汇总》表中，供现场职工进行数据查询。

我们可以通过报警画面查到各班工艺违规现象，并加强现场管理，使生产工艺过程逐渐达标，走上良性循环。

（四）、形成各类报表1、轧钢报警统计表，用于记录生产过程不达标的各项工艺数据2、轧钢ＱＭＳ数据汇总表，用于记录每一支钢坯从入炉开始，系统自动采集到的所有生产数据，包括加热炉区的入炉温度、入炉时间、加一段温度、加二段、均热段温度、出炉时间等，以及轧机区的开轧温度、各架机电流、成品材出轧机速度、除鳞压力等等二、系统的实施及应用由于ＱＭＳ系统为新上的项目，需要加热炉和轧机区职工的全力配合，为确保项目顺利实施，轧钢厂多次协调信息中心和ＱＭＳ项目组及加热炉、轧机区的技术员，召开专题会议，就如何推进项目的实现讨论、汇总项目实施过程中存在的问题。

1、实施过程的困难ＱＭＳ系统属于电子信息应用的方面范畴，但现场ＣＰ1主控室人员许多同志都是年纪偏大、文化水平不高的老同志，他们在加料过程中，一边操作按钮一，边还要盯着ＱＭＳ画面，在空闲时段还要写记录，所以推进的阻力较大，普遍不愿意使用。

另外，在ＱＭＳ系统应用的初步阶段，由于软件不成熟，造成系统的卡顿和操作不流畅，职工反馈的问题多次得不到缓解，造成使用意愿下降，所以推进比较困难。

2、应对措施为确保ＱＭＳ系统进程取得实效，轧钢厂积极采取如下措施：1）建立微信ＱＭＳ推进群，便于轧钢厂各生产岗位职工及时有效的反馈问题。

2）建立定期问题反馈制度，以清单形式每周1次的ＱＭＳ运行问题汇总。

3）协调信息中心、ＱＭＳ项目组、加热和轧机技术员，每月召开一次专题会议，就职工反馈的重复问题或长期未解决的问题进行讨论，商讨解决方案。

4）对职工进行操作技能培训，使其熟悉ＱＭＳ运行机理和电脑画面操作流程。

5）建立项目推进节点的问责制度，所有问题点必须定人、定时间完成。

3、ＱＭＳ系统的完善由于ＱＭＳ系统初始目标是物料跟踪，最终实现每支坯料从入炉开始，到轧制结束后，得出每支坯料的所有生产数据，包括入炉时间、预热温度、加一加二均热段等的温度，除鳞压力，通过每架轧机时的电流值。

但从生产管理的角度来说，我们掌握这些数据是远远不够的，为此，轧制厂在项目试运行期结束后，多次打报告，完善如下功能：1）增加了加热炉空燃比、炉压、残氧含量等工艺数据的自动采集，并与设定值进行对比，自动判断数据是否达标，如果不达标则以报表形式反馈到ＱＭＳ系统的轧钢车间报警统计模块中，供分厂内部加强管理，确保生产工艺得以顺利执行。

2）根据物料跟踪系统的自动采集功能，将每支钢坯的出炉时间减去入炉时间，得出每支钢坯的在炉加热时间，并对比工艺规程的数据，判断加热时间是否达标，用于加强生产节奏过程的控制。

3）利用入炉温度自动采集的特点，轧钢厂给出各种不同装炉方式的温度范围，让系统进行自动判断，在加热炉实绩报表中自动形成冷装、温装、热装等不同的装炉方式，用于统计轧钢厂热装率指标，从而进一步做好降低煤气耗攻关工作。

4）由于ＱＭＳ系统具有超工艺的自动报警功能，所以超温1℃度或超温时间长达1秒均报警。

实现生产中，发现每天的报警单据太多，但现场实物质量很正常，无次品或废品现象。

后来经过不断的总结、发现：短暂的超温或超时报警主要集中在如下3方面：①加热炉三通阀的换向时间需3-5分钟，所以超温时长5分钟是不可避免；②各类计量器具或非操作原因也会造成小幅温度超标，如：不同的测温枪对同一钢坯同一位置测出的温度也不尽相同，从高温仪的数据误差范围来说，上千度的加热温度误差10度是许可的；③由于设备故障和换规格时间、以及其它因素的不确定性较多，在停机期间，为保证煤气不浪费和加热质量的控制，现场实际实际较难，温度超工艺范围10℃以内和超温5分钟较多。

后来，我们经过进一步的摸索总结，发现炉内加热温度超工艺范围10℃以内或超温时长5分钟以内的现象，对钢坯加热效果均不产生较大的影响。

为找出真正的超工艺报警单据，轧钢厂联合总工办建议信息中心，将温度超工艺范围10℃以内或时长小于5分钟的报警进行屏蔽，从而大大的减少了误报警数量，为进一步科学管理生产工艺奠定了坚实的基础。

经过不断的完善、改进、再完善，目前ＱＭＳ已能满足生产过程中的加热、轧机区数据采集和物料跟踪要求，达到如下的使用效能：1）充分利用ＱＭＳ报警功能，加强加热温度的达标性管理，要求所有生产班必须在报警记录中，将报警原因进行分析，填写到ＱＭＳ系统中，并据此采取相应的措施，减少报警量，对于经常报警的项目指标，召开事故分析会，研究讨论方案，拿出整改措施。

2）实现生产远程管理，利用ＱＭＳ系统的生产-停机趋势图，知晓现场何时开机生产，何时又停机生产，通过对停机的原因分析及数据统计，更好的实现对生产过程的管控。

3）生产数据的电子保存，取代以往的手工加热记录、跑号记录、出钢记录等纸张版记录，当发生质量异议或调取前期生产过程数据时，直接通过ＱＭＳ查询，无需查找、翻看纸张版，且保存。

4）形成ＱＭＳ生产报表，有利于管理者在办公室就能查到现场自动采集数据报表，为下步生产提供决策。

5）利用ＱＭＳ拍照、比对功能，防止混钢事故的发生，三轧车间已成功避免几起钢坯加错现象。

结论：通过ＱＭＳ系统的实施，自动采集生产现场各类数据，并配合物料跟踪系统，自动得出加热炉和轧机的所有生产过程数据，并传输到公司局域网中，管理者通过ＱＭＳ系统，查看报警及报表，并据此采取措施，不断提升质量控制水平。