电动葫芦升降装置的研制QC.docx

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电动葫芦升降装置的研制QC

电动葫芦升降装置的研制

前言

一、小组简介

表1-1小组概况表

小组名称

成立时间

注册时间

注册编号

课题类型

创新型

小组人数

组长

活动时间

活动情况

出勤率

辅导员

活动口号

人心齐，泰山移

制表：

小组成员平均年龄35岁，具体情况见下表：

表1-2小组成员表

类别

性别

学历

职务或职称

制表：

二、选择课题

1、问题的提出：

车间有四个操作班组，其中每个班有7个吊煤工岗位，每个岗位有2台电葫芦，共有14台电葫芦。

小组成员根据吊煤工每个吊煤工每班工作类别和工作时间进行统计：

表1-3吊煤工工作类别和时间统计表

序号

项目

时间

百分比

累计百分比

吊煤

240

50%

巡检

12.50%

62.50%

打扫卫生

12.50%

75%

临时性工作

6.25%

87.50%

看液位

6.25%

87.5%

其它

12.50%

100%

制表：

饼分图如下：

图1-1吊煤工工作类别和时间饼状图

从饼分图可以看出吊煤用时占到吊煤工总工作用时的50%。

以下红色和绿色图线为电葫芦升降需走路线：

图1-2电葫芦运行轨迹

三、确定课题

小组成员以关爱员工,降低吊煤工操作劳动强度，提高员工满意度为目的，将小组此次活动的课题定为：

电葫芦自动升降装置的研制。

四、小组活动计划

表1-4小组活动计划甘特图计划

计划执行

步骤时间

1月

2月

3月

4月

5月

6月

选择课题

设定目标

提出各种方案并确定最佳方案

制定对策

对策实施

确认效果

标准化

总结和下一步打算

制表人：

五、设定目标

1、现状调查

小组成员对吊煤工吊煤用时进行了调查：

对吊煤加煤用时及吊煤斗数进行分析，统计情况如下：

表1-5吊煤用时及加煤斗数统计表

时间

地点

向上吊

开至料仓或加焦机上方

开至煤坑上方

向下落

合计用时

2014.1.4

北造气西

108

105

323

2014.1.4

北造气东

108

107

338

2014.1.4

中造气西

305

2014.1.4

中造气东

304

2014.1.4

南造气西

115

350

2014.1.4

南造气东

114

352

平均

106

105

332

百分比

32%

18.40%

18%

31.60%

100%

制表人

小组成员对电葫芦各个操作阶段用时进行统计，其中电葫芦纵向操作占操作电葫芦总用时的63.6%。

因电葫芦在横向操作上复杂、所占用时比例较小并存在安全隐患，小组成员不对电葫芦横向操作方式进行改变。

2、现场试验

图1-3电葫芦安全运行区域示意图

电葫芦运行速度为7.4cm/秒

230秒-（160+360）/7.4=160秒

保证电葫芦的安全运行和煤斗的使用周期，我们对绿色区域进行攻关。

根据以上情况我们将此次QC课题的目标值定为：

吊煤工每次吊煤连续按按钮时间减少160秒。

六、提出各种方案并确定最佳方案

1、方案提出

小组成员于1月12日召开全体会议，展开头脑风暴法，并制定出电葫芦自动升降功能设计方案，如下亲和图所示：

图1-4电葫芦自动升降功能设计方案

小组对电器、仪表控制方式从实施性、经济性、时效性、可靠性等四个方面进行了评估，并选择得分最高的方案：

图1-5最优方案

表1-6电器仪表对比表

序号

对策方案

评估

实施性

经济性

时效性

可靠性

加权后综合得分

权重系数

权重系数=0.4

0.15

0.25

0.2

机械式控制

需要重新设计、安装限位开关，需要将限位开关安装在与是葫芦同步的位置上，实施较困难，且容易影响操作。

安装限位器的费用，约1600元

安装限位器可在一周内完成，实施可在一个班次内完成，时间短。

限位器控制结构简单，但准确性低，故障率高

3.25

PLC控制

编写控制程序，实施需仪表、电器协助完成,实施较易。

每台的安装费用，约1500元

购买电器元件周期约2周，实施一个班次内完成，时间较短

可通过PLC控制器操作，采取自动操作，通过人员简单操作达到目的，稳定可靠

4.25

自制电路控制

需新设计控制电路，实施需电工、仪表协助完成，较难。

购买开关控制箱，继电器，电器器件共计2000元。

购买电器元件周期约4周，实施一个班次内完成，时间较短

通过自制电器实现自锁、互锁，稳定可靠

3.95

原始分评分标准：

很好为5分，较好为4分，一般为3分，差为2分，较差为1分。

加权综合评分计算方法：

注：

＋＋＋＝1，表示第i个方案的第k个属性的原始评分值。

制表人：

结论：

根据以上评分标准我们选择方案二，通过编写控制程序，采用PLC控制的方案进行实施。

确定方案后我们对方案进行了逐级分解，并制图如下：

方案逐级分解：

1、控制电源选择

对于控制电源的选择，小组成员从安全性、通用性2个方面考虑，并从综合信息中评选，如下所示：

图1-6控制电源选择方案

表1-7控制电源对比表

指标

分数

指标描述

供选方案

项目

方案1:

220V交流电源

方案2：

220VUPS电源

方案3：

24V直流电源

适用性

1分

需要转换电压

2分

部分转换电压

2分

部分转换电压

2分

3分

不需要转换电压

3分

可靠性

1分

稳定性差

2分

稳定性一般

2分

3分

稳定性高

3分

稳定性高

3分

经济性

1分

单价≥1000元

1500元/件

1分

7000元/件

1分

2分

500元＜单价＜1000元

900元/件

2分

3分

单价≤500元

安全性

1分

过渡保护

2分

漏电保护

2分

漏电保护

2分

3分

安全电压

3分

合计

8分

7分

11分

结论

不选用

选用

综合评定

经过对以上3个方案的4个要素进行综合分析和评分后，我们最终选择方案3：

24V直流电流。

制表人：

结论：

通过对控制电源根据适用性、可靠性、经济性、安全性四个指标进行对比最后选用方案三：

采用24V直流电源

2、检测器的选型

2.1检测器的选择

在使用过程中，装置需在设备上升或下降到某一位置时停止。

位置过高或过低都会造成设备的损坏，因此要求检测装置安装方便、准确、可靠，小组成员通过3种方案测试进行评选，如下所示：

图1-7检测器选择方案

表1-8检测器选择对比表

选择

1、适用性：

安装方便，位置停止准确；

条件

2、经济性：

单价≤1000元/套;

3、安全性：

额定电流≥0.2A；

4、可靠性：

分别测试各检测器的检测有效率，有效率为100%。

选择

调查分析，对3个方案的4个指标分别制定了相应标准，通过现场调查及试验，把结果填入相应指标分数栏，计算出总分，最后选取分数最高的方案。

方法

指标

分数

指标描述

供选方案

项目

方案1:

光电开关+西门子S7-200

方案2:

LR18BN08NR接近开关+西门子S7-200

方案3:

西门子S7-200内部定时器

适用性

1分

位置测量无误

1分

位置测量无误

1分

2分

安装方便

3分

安装方便，位置停止准确

3分

经济性

1分

单价≥1000元

130元/件

1分

1200元/件

1分

2分

500元＜单价＜1000元

900元/件

2分

3分

单价≤500元

安全性

1分

额定电流≤0.2A

0.1A

1分

0.1A

1分

2分

0.2A＜额定电流＜0.5A

0.3A

2分

3分

额定电流≥0.5A

可靠性

1分

有效率≤90%

平均值为93%　

　平均值为89.8%　

　平均值为100%　

2分

90%＜有效率＜100%

3分

有效率=100%

得分

2分

1分

3分

合计

5分

4分

10分

结论

不选用

选用

综合评定

经过对以上3个方案的4个要素进行综合分析和评分后，我们最终选择方案3:

：

西门子S7-200内部定时器。

制表：

结论：

通过对检测器根据适用性、可靠性、经济性、安全性四个指标进行对比最后选用方案三：

采用西门子S7-200内部定时器。

2.2继电器选型

对于继电器的选型，小组成员从使用寿命、价格2个方面，并结合当前其它岗位继电器使用情况进行评选，如下所示：

图1-9继电器选型方案

表1-9继电器选择对比表

指标

分数

指标描述

供选方案

项目

方案1：

和泉RU2S

方案2：

欧姆龙MY4N-J

方案3：

施耐德RXM4AB2BD

适用性

1分

输入电压为交流

2分

输入电压为直流超过24V

3分

输入电压为直流24V

3-32VDC

3分

3-32VDC

3分

3-32VDC

3分

可靠性

1分

开关10万次

10万次

1分

10万次

1分

2分

开关10~30万次

3分

开关30万次以上

40万次

3分

经济性

1分

单价≥40元

2分

20元＜单价＜40元

24元/件

2分

34元/件

2分

3分

单价≤20元

20元/件

3分

安全性

1分

额定电流≤4A

2分

4A＜额定电流＜8A

2分

3分

额定电流≥8A

合计

11分

8分

结论

选用

不选用

综合评定

经过对以上3个方案的4个要素进行综合分析和评分后，我们最终选择方案1：

和泉RU2S。

制表：

结论：

经过对继电器以上3个方案的4个要素进行综合分析和评分后，进行对比最后选用方案1：

采用和泉RU2S。

3、显示器的选型

对于显示器的选型，小组成员从操作性、实用性、性价比3个方面分析，并结合当前其它岗位使用情况进行评选，如下所示：

图1-10显示器选型方案

表1-10显示器选型对比表

指标

项目

分数

指标描述

供选方案

方案1:

西门子触摸屏MP277

方案2：

联想服务器T168

方案3：

西门子文本显示TD200

适用性

1分

显示直观

1分

2分

容易操作

2分

3分

容易操作，显示直观

3分

可靠性

1分

稳定性差

2分

稳定性一般

2分

3分

稳定性高

3分

稳定性高

3分

经济性

1分

单价≥1000元

1500元/件

1分

7000元/件

1分

2分

500元＜单价＜1000元

900元/件

2分

3分

单价≤500元

安全性

1分

交流电压380V

2分

交流电压220V

2分

交流电压220V

2分

3分

直流电压24V

3分

合计

7分

11分

结论

不选用

选用

综合评定

经过对以上3个方案的4个要素进行综合分析和评分后，我们最终选择方案3：

西门子文本显示TD200。

制表：

结论：

经过对显示器以上3个方案的4个要素进行综合分析和评分后，我们最终选择方案3：

西门子文本显示TD200。

4、确定最佳方案：

经过以上分析和评估，小组确定了实现目标的最终方案：

图1-11电葫芦自动升降PLC控制设备选择最终方案

七、实施对策：

1、小组选择南造气1#电葫芦作为试点进行实施，为顺利实施，小组先制定了实施流程图：

表1-11试点方案实施流程图

流程图

实施工具

实施人员

手提电钻

螺丝刀扳手

万用表

电笔

手提电钻

螺丝刀扳手

万用表

螺丝刀扳手

万用表

螺丝刀扳手

万用表

螺丝刀扳手

万用表

电笔

制表人：

2、小组召开全体成员会议，就下一步活动计划制定具体对策，如下表所示：

表1-12活动对策实施表序

序号

对策

目标

措施

时间

地点

负责人

安装控制柜与24V电源模块

电源电压输出±5V

1、安装控制柜与电源模块

仪表一组

2、测试输出电压

安装继电器与接线

继电器动作正确率100%

1、固定继电器

仪表一组

2、按设计图线接线

检测器安装与调试

继电器动作正确率100%

1、PLC安装、设计程序

仪表一组

2、程序调试

安装文本显示器

文本显示器输出误率为零

1、文体显示器按图纸安装

仪表一组

2、连接PLC测试

南造气一台电葫芦进行组装、调试

元器件正确动作，指示灯指示正确，各器件动作正确率100%

1、电工、仪表、操作工联合调试

南造气

制表人：

具体实施步骤如下：

实施一安装24V电源模块

表1-13控制柜电源安装示意图及支撑板的制作与安装

实施步骤

1、控制柜电源安装示意图。

2、制作控制柜24V电源支撑板及安装。

图示

安装完成后，我们对西门子24直流电源进行测试如下：

表1-14测试结果

序号

设备

测试时间

输出电压

测量电压

准确率

西门子24VDC

24V

24.3V

+0.4V

10:

24V

24.2V

11:

24V

24.4V

14:

24V

24.1V

15:

24V

24.3V

制表人：

通过进行试验：

24V直流电源电压波动正常满足使用要求，达到实施目标的要求。

实施二安装继电器与接线

表1-15安装接线

实施步骤

1、自主设计接线图纸

2、安装控制柜与继电器

图示

制表人：

安装完成后，我们现场进行试验结果如下:

表1-16测试结果

上、下继电器

序号

准确率

输入信号数（次）

100%

南造气西吊煤

工

有信号有动作（次）

100%

作

有信号无动作（次）

100%

状

无信号无动作（次）

100%

态

无信号有动作（次）

100%

上、下继电器

正确

错误

有信号有动作

无信号无动作

有信号无动作

无信号有动作

南造气西吊煤

250

合计

500

比例

100.00%

0.00%

制表人：

通过检测：

继电器的工作准确率为100%，达到实施目标的要求。

实施三检测器安装调试

表1-17安装调试

实施

步骤

1、PLC程序设计并输入。

2、程序输入、测试。

图示

制表人：

安装完成后，我们进行测试对比如下：

表1-18测试对比

序号

设备

测试人员

动作次数

输出信号数

准确率

100

100%

PLC

100

S7-200

100

制表人：

通过检测：

PLC内部定时器检测动作满足使用要求，达到实施目标的要求。

实施四文本显示器安装

表1-19文本显示器安装

实施

步骤

1、制作安装图。

2、安装文本显示器，并与实施三中的PLC内部定时检测器进行联接，最后进行调试。

图示

制表人：

安装完成后，我们现场进行测试对比如下：

表1-20现场测试对比

设备

检查次数

测试人员

目标值（秒）

测量值（秒）

目标是否满足

TD200文本显示器

100

满足

100

满足

100

满足

100

满足

100

满足

制表人：

通过测试：

文本显示器设定PLC内部定时器输出时间，经测试误差率为零，达到预定的目标。

实施五整体调试

表1-21整体调试

实施目标

南造气1#电葫芦实现自动升降功能。

实施人员

实施过程

3月30日南造气1#电葫芦试自动升降装置安装结束，并自动功能调试；

王乾

李玉峰

赵彦峰

武宗廉

杨超

完成时间：

实施地点：

南造气责任人：

制表人：

通过调试：

南造气1#电葫芦能够实现自动升降功能，达到对策制定的目标。

八、效果验证

表1-22效果验证

实施目标

南造气1#电葫芦自动升降实现100秒测试。

实施人员

实施过程

3月30日对南造气1#电葫芦试自动升降进行上升、下降设定100秒测试，经测试电葫芦动作准确，上升、下降都满足使用要求，达到预期效果；

王乾

杨文涛

赵彦峰

李玉锋

武宗廉

杨超

张景义

完成时间：

实施地点：

南造气责任人：

制表人：

效果验证

南造气1#电葫芦吊煤工吊煤图如下：

图1-12拉煤车倒好煤后，吊煤工手动按操作箱上向

图1-13电葫芦运行100秒后煤斗自动升到三楼楼板处，吊煤工手动将煤加入料仓内

图1-14手动将电葫芦开至吊煤口，按向下按钮运行100秒煤斗自动落入煤坑内

目标检查：

通过电葫芦自动升降装置投运后的效果和实地检测，吊煤工吊煤连续按按钮的时间减少了200秒，达到我们的设定目标，我们的目标完成了！

对其他方面的影响：

经相关职能部门检查确认，该装置投入使用后对生产、安全、环境及设备运行均未造成不良影响。

成果推广：

通过在南造气1#电葫芦试用取得成功后，小组将对车间南北造气进行推广。

九、项目推广

1、自动化电葫芦南北造气全面推广示意图

图1-14自动化电葫芦南北造气全面推广示意图

2、自动化电葫芦南北造气全面推广安装效果图

图1-15自动化电葫芦南北造气全面推广安装效果图

十、效益检查

表1-23效益检查

经济效益

此次QC活动所需的材料有西门子200PLC、开关电源、继电器、文本显示器、控制箱、导轨、旋钮开关、线槽、膨胀螺栓，总费用为：

880+683+240+900+300+12+300+8.4+3=3326.4元

实现了电葫芦吊煤自动升降的操作，我们的经济效益为-3326.4元。

无形效益

电葫芦自动升降装置研制成功，很大程度上减轻了吊煤工的劳动强度，让员工看到QC活动的开展给我们的日常工作带来的好处，提高了员工参与QC活动的积极性。

时间：

地点：

办公室负责人：

制表人：

十一、标准化

1、《供气车间南造气自动吊煤操作规程》

图1-16供气车间南造气自动挑眉操作规程

表1-24QC活动前后能力提升

序号

项目

活动前

活动后

QC知识

技术水平

工作态度

质量意识

团队精神

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