CN101436066B - 高频直缝焊管生产线实时信息管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高频直缝焊管线生产管理，特别是一种高频直缝焊管生产线实时信息管理方法和系统，包括PLC系统、钢管信息主数据库、上卷数据库、两个低层基本数据库，系统由两个钢板连续长度测量装置精确测量进入主机生产线的带钢长度以及带钢加工成钢管后切掉的钢管长度，由此实现生产钢管信息的记录存储和利用。信息系统包括原料信息，上卷信息，精确的带钢长度信息，铣边信息，钢板缺陷信息，成型信息，焊接信息，焊缝缺陷信息，加热信息，喷标信息，精确钢管长度信息，切割信息改尺信息，试验信息，倒棱信息，检测信息，测量信息，试验信息，喷标信息，入库信息。能理顺生产线的各设备形成的数据。信息准确、信息可利用价值大，具有开发价值。

Description

高频直缝焊管生产线实时信息管理方法和系统

技术领域

本发明涉及高频直缝焊管线生产管理系统生产流程中信息的架构、基本信息的产生方法和利用，特别是一种高频直缝焊管生产线实时信息管理方法和系统。

背景技术

目前，大口径高频直缝焊管生产线正处于快速发展阶段，生产设备能够满足生产的需要，但生产实时管理系统还处于萌芽阶段，生产设备多为单机独立的形式产生生产信息，没有形成系统的生产管理系统，无法及时、充足提供生产过程信息，不能满足上级管理部门的需求，或满足管理需要。但手工输入大量信息，生产过程信息没有一个统一的连接形式，各自为政，给统一管理带来弊端。基于图象识别系统的原始数据生成系统，因识别系统不可靠而无法满足需求；基于手工输入信息的方式太古老，容易产生差错。

发明内容

本发明的目的是针对现有高频直缝焊管线生产管理中存在的弊端、生产线工艺特点、API标准要求、客户技术要求开发一种以钢板行走连续记量长度的方法为基础，提出一种高频直缝焊管生产线实时信息管理方法和系统，这是一种全面生产管理系统框架，描述系统数据流程，方法简单明了，功能丰富，极具开发价值。

本发明的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，包括PLC系统、钢管信息主数据库、按顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库、低层基本数据库，其特征在于所述的钢管信息主数据库包括关于原料板卷的原料信息，精确的带钢长度信息，关于钢板铣边的铣边信息，通过在线超声波探伤得到的钢板缺陷信息，关于笼式成型的成型信息，关于高频焊接的焊接信息，通过在线超声波探伤得到的焊缝缺陷信息，对焊管进行中频热处理的加热信息，进行喷涂管号的喷标信息，精确钢管长度信息，关于飞锯切割的切割信息，关于改尺切割的改尺信息，关于进行性能试验的试验信息，关于进行平头倒棱的倒棱信息，PLC系统根据精确的带钢长度信息计算出每卷钢板应该焊接成钢管的定尺，根据精确钢管长度信息确定切割指令，确保将由钢板的焊接影响区所形成的管段被切割掉，PLC系统根据焊缝缺陷信息确定改尺切割的程序。

所述的按顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库包括关于上卷、开卷的上卷信息。

所述的低层基本数据库包括通过对全管进行在线超声波探伤得到的检测信息，通过测长、称重得到的测量信息，关于进行性能试验的试验信息，进行出厂喷涂的喷标信息，关于成品入库的入库信息，全部生产加工数据的结果信息，以及在线和离线的各种检测试验数据的信息索引码。

一种所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统的管理方法，包括在高频直缝焊管生产线的原料段采集原料板卷的原料信息，在钢板铣边设备上采集的铣边信息，通过在线超声波探伤得到的钢板缺陷信息，在笼式成型设备上采集的成型信息，在高频焊接设备上采集的焊接信息，通过在线超声波探伤得到的焊缝缺陷信息，在中频热处理设备上采集的加热信息，在喷涂管号设备上采集的喷标信息，在飞锯切割设备上采集的切割信息，在改尺切割设备上采集的改尺信息，在性能试验设备上采集的试验信息，在平头倒棱设备上采集的倒棱信息，其特征在于在带钢对焊工艺之后、活套储料器之前安装一个高精度长度测量装置，通过固定偏移的办法产生带钢板卷头和尾的精确位置信息，进而获得进入生产线主机段的精确带钢长度信息，在飞锯切割机前中频热处理工艺之后安装另一个高精度长度测量装置，通过固定偏移办法产生焊接后精确钢管长度信息，利用这两个高精度长度测量装置对带钢和钢管进行连续长度测量，将所测得的长度测量装置的数据信息以及时间标签信息输入钢管主数据库中，由PLC系统将此钢管信息主数据库与顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库、低层基本数据库组合形成高频直缝焊管生产线实时信息管理系统。

在所述的飞锯切割的前高精度长度测量装置处放置数据服务器，完成数据库功能，服务器运行Windows Server 2003操作系统，数据库软件采用SQL Server 2005，采用Visual Studio 2005作为开发软件。

所述的测量的长度以mm为单位，重量使用“g”为单位，满足通用软件运算能力，满足生产线设计寿命的全部产能，长度和重量数据有13位以上精度，在人机界面上使用由它们变换的“Kg”、“T”、“M”、“Km”等常用单位。

所述的钢管信息主数据库中带有明显的长度测量装置的数据信息，以及时间标签信息，它们包括开始、结束长度和时间信息，钢管主数据库还包含其它工艺设备的生产信息和索引编码，一次索引到具体设备的加工和检测数据，它是其它管理信息的基础。

所述的PLC系统采用西门子高档系列PLC系统。

本发明的目的在于：

1、开发一种高精度连续长度计量装置，对对接后的带钢进行长度测量，按ERW线产能10年产量计算，装置可测量189200km，精确到毫米，折合重量1576万吨，精确到克，即ERW线设计寿命内完全测量。

2、上述测量装置形成的数据不能由通用编码器测量系统直接获得，需要变换，通过编码器模块与PLC系统连接实现测量数据变换工作。

3、上述高精测量装置形成的数据便于处理，能够满足一般软件限制，这样才能更好的利用。本系统使用的数据长度满足微软公司Excel电子表格、Visual Studio 2005系统开发、SQL Server 2005数据库等软件的能力。

4、在生产线中剪切对焊后放置一套1中描述的连续带钢测量装置，对行走带钢进行连续长度测量。目的在于精确测量进入主机段的带钢长度。

5、在飞锯切割前放置一套1中描述的的连续带钢测量装置，对定尺切割前连续钢管进行长度测量。目的在于精确测量飞锯切割后剩余钢管长度。

6、通过设置两台长度测量装置，物理上把生产线分成3部分，依据材料形态分：(1)板卷区、(2)连续钢板和钢管区、(3)一定长度的钢管区。

7、本发明的系统中以一定长度的切割后钢管信息为主要数据库的内容，对每一段钢管标识开始和结束的位置信息，包括板卷号、炉罐号、生产线的出管测量长度、时间标签，以此来唯一标识这一段钢管，作为系统材料追踪的依据。

8、在系统主要数据库中还有全部生产加工数据的结果信息，以及在线和离线的各种检测试验数据的信息索引码。

9、该系统还形成一个按顺序生成的进入主机线的上卷信息库，此数据库具有明显的先进先出特性，其作用可生成进入生产线而没有切断成管的全部管理信息。由于接板过程是人工操作自动焊接，容易完成带钢头尾的精确测量和定位。

10、通过对以上两个主体数据库信息进行加工整理即可完成生产、质量、管理、物流追踪等方面的大部分信息。

11、通过以上系统框架，运用计算机技术，进行硬件、网络、软件的配置和编程，即可形成物流管理、质量管理、设备维护管理等系统软件，也可以完成现在流行的生产制造执行系统(MES)的功能。

本发明的突出的有益效果是以两个测量装置形成的数据为框架，能较好的理顺生产线的各单元设备形成的数据。可以作为设备集成时要求具备的物流信息接口依据。由此方法、系统提供的数据有多种应用价值，例如：1、生产线出管长度可以作为设备保养的依据，1km时要做润滑保养项目、10km要做检修项目、100km要做的大修项目。2、比较容易进行产品规格的划分统计，为按合同逐一进行成本核算提供数据，数据的形成比较简单。数据简单加工可以形成不规则的管理数据而无需调用大量原始数据，假设统计某批产品原料重量损失。3、校准后测量装置自动运行，2个主体数据库记录由工艺过程自动生成，也就是说原始信息自动生产无需人工干预。4、方法、系统精度高，可以对铣切锯设备生成的10mm以上钢管样片进行同样管理，便于质量管理。5、统一数据原便于管理，避免混乱，如主机以米为单位而离线探伤以毫米为单位。

附图说明

图1为ERW高频直缝焊管生产线工艺流程图。

具体实施方式

下面结会合附图所给出的实施例详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，包括PLC系统、钢管信息主数据库、按顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库、低层基本数据库，其特征在于所述的钢管信息主数据库包括关于原料板卷1的原料信息，精确的带钢长度信息，关于钢板铣边的铣边信息，通过在线超声波探伤得到的钢板缺陷信息，关于笼式成型的成型信息，关于高频焊接的焊接信息，通过在线超声波探伤得到的焊缝缺陷信息，对焊管进行中频热处理的加热信息，进行喷涂管号的喷标信息，精确钢管长度信息，关于飞锯切割的切割信息，关于改尺切割的改尺信息，关于进行性能试验的试验信息，关于进行平头倒棱的倒棱信息，PLC系统根据精确的带钢长度信息计算出每卷钢板应该焊接成钢管的定尺，根据精确钢管长度信息确定切割指令，确保将由钢板的焊接影响区所形成的管段被切割掉，PLC系统根据焊缝缺陷信息确定改尺切割的程序。

所述的按顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库包括关于上卷2、开卷3的上卷信息。

所述的低层基本数据库包括通过对全管进行在线超声波探伤25得到的检测信息，通过测长、称重26得到的测量信息，关于进行性能试验24的试验信息，进行出厂喷涂27的喷标信息，关于成品入库28的入库信息，全部生产加工数据的结果信息，以及在线和离线的各种检测试验数据的信息索引码。

如图1所示，一种所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统的管理方法，包括在高频直缝焊管生产线的原料段采集原料板卷1的原料信息，在钢板铣边设备7上采集的铣边信息，通过在线超声波探伤8得到的钢板缺陷信息，在笼式成型设备9上采集的成型信息，在高频焊接设备10上采集的焊接信息，通过在线超声波探伤12得到的焊缝缺陷信息，在中频热处理设备13上采集的加热信息，在喷涂管号设备16上采集的喷标信息，在飞锯切割设备17上采集的切割信息，在改尺切割设备20上采集的改尺信息，在性能试验设备22上采集的试验信息，在平头倒棱设备23上采集的倒棱信息，其特征在于在带钢对焊工艺5之后、活套储料器6之前安装一个高精度长度测量装置29，通过固定偏移的办法产生带钢板卷头和尾的精确位置信息，进而获得进入生产线主机段的精确带钢长度信息，在飞锯切割机17前、喷涂管号设备16之后安装另一个高精度长度测量装置30，通过固定偏移办法产生焊接后精确钢管长度信息，利用这两个高精度长度测量装置对带钢和钢管进行连续长度测量，将所测得的长度测量装置的数据信息以及时间标签信息输入钢管主数据库中，由PLC系统将此钢管信息主数据库与顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库、低层基本数据库组合形成高频直缝焊管生产线实时信息管理系统。

在所述的飞锯切割的前高精度长度测量装置处放置数据服务器，完成数据库功能，服务器运行Windows Server 2003操作系统，数据库软件采用SQL Server 2005，采用Visual Studio 2005作为开发软件。

所述的测量的长度以mm为单位，重量使用“g”为单位，满足通用软件运算能力，满足生产线设计寿命的全部产能，长度和重量数据有13位以上精度，在人机界面上使用由它们变换的“Kg”、“T”、“M”、“Km”等常用单位。

所述的钢管信息主数据库中带有明显的长度测量装置的数据信息，以及时间标签信息，它们包括开始、结束长度和时间信息，钢管主数据库还包含其它工艺设备的生产信息和索引编码，一次索引到具体设备的加工和检测数据，它是其它管理信息的基础。

所述的PLC系统采用西门子高档系列PLC系统。

作为一个实施例，在飞锯切割17的前高精度长度测量装置处放置数据服务器，完成数据库功能，服务器运行Windows Server 2003操作系统，数据库软件采用SQL Server 2005，采用Visual Studio 2005作为开发软件。

所述的钢管信息主数据库以一定长度的切割后钢管信息为主要内容，对每一段钢管标识开始和结束的位置信息，包括板卷号、炉罐号、生产线的出管测量长度、时间标签，以此来唯一标识这一段钢管，作为系统材料追踪的依据。

作为实施例，所述的测量的长度以mm为单位，重量使用“g”为单位，满足通用软件运算能力，满足生产线设计寿命的全部产能，长度和重量数据有13位以上精度，在人机界面上使用由它们变换的“Kg”、“T”、“M”、“Km”等常用单位。

钢管信息主数据库中带有明显的长度测量装置的数据信息，以及时间标签信息，它们包括开始、结束长度和时间信息，钢管主数据库还包含其它工艺设备的生产信息和索引编码，一次索引到具体设备的加工和检测数据，它是其它管理信息的基础。

框图中标号4为夹送矫平，11为毛刺刮除，14为空/水冷却，15为定径机架，18为辊道输送，19为链式输送，21为内毛刺清洗。

本发明针对现有高频直缝焊管线生产管理中存在的弊端、生产线工艺特点、API标准要求、客户技术要求开发一种以钢板行走连续记量长度的方法为基础，提出一种高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，这是一种全面生产管理系统框架，描述系统数据流程，方法简单明了，功能丰富，极具开发价值。

本发明的突出的有益效果是以两个测量装置形成的数据为框架，能较好的理顺生产线的各单元设备形成的数据。可以作为设备集成时要求具备的物流信息接口依据。

Claims (7)

1.一种高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，包括PLC系统、钢管信息主数据库、按顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库、低层基本数据库，其特征在于所述的钢管信息主数据库包括关于原料板卷的原料信息，精确的带钢长度信息，关于钢板铣边的铣边信息，通过在线超声波探伤得到的钢板缺陷信息，关于笼式成型的成型信息，关于高频焊接的焊接信息，通过在线超声波探伤得到的焊缝缺陷信息，对焊管进行中频热处理的加热信息，进行喷涂管号的喷标信息，精确钢管长度信息，关于飞锯切割的切割信息，关于改尺切割的改尺信息，关于进行性能试验的试验信息，关于进行平头倒棱的倒棱信息，PLC系统根据精确的带钢长度信息计算出每卷钢板应该焊接成钢管的定尺，根据精确钢管长度信息确定切割指令，确保将由钢板的焊接影响区所形成的管段被切割掉，PLC系统根据焊缝缺陷信息确定改尺切割的程序。

2.根据权利要求1所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，其特征在于所述的按顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库包括关于上卷、开卷的上卷信息。

3.根据权利要求1所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，其特征在于所述的低层基本数据库包括通过对全管进行在线超声波探伤得到的检测信息，通过测长、称重得到的测量信息，关于进行性能试验的试验信息，进行出厂喷涂的喷标信息，关于成品入库的入库信息，全部生产加工数据的结果信息，以及在线和离线的各种检测试验数据的信息索引码。

4.一种根据权利要求1所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统的管理方法，包括在高频直缝焊管生产线的原料段采集原料板卷的原料信息，在钢板铣边设备上采集的铣边信息，通过在线超声波探伤得到的钢板缺陷信息，在笼式成型设备上采集的成型信息，在高频焊接设备上采集的焊接信息，通过在线超声波探伤得到的焊缝缺陷信息，在中频热处理设备上采集的加热信息，在喷涂管号设备上采集的喷标信息，在飞锯切割设备上采集的切割信息，在改尺切割设备上采集的改尺信息，在性能试验设备上采集的试验信息，在平头倒棱设备上采集的倒棱信息，其特征在于在带钢对焊工艺之后、活套储料器之前安装一个高精度长度测量装置，通过固定偏移的办法产生带钢板卷头和尾的精确位置信息，进而获得进入生产线主机段的精确带钢长度信息，在飞锯切割机前中频热处理工艺之后安装另一个高精度长度测量装置，通过固定偏移办法产生焊接后精确钢管长度信息，利用这两个高精度长度测量装置对带钢和钢管进行连续长度测量，将所测得的长度测量装置的数据信息以及时间标签信息输入钢管主数据库中，由PLC系统将此钢管信息主数据库与顺序生成的进入主机线的先进先出的上卷数据库、低层基本数据库组合形成高频直缝焊管生产线实时信息管理系统。

5.根据权利要求4所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统的管理方法，其特征在于在所述的飞锯切割的前高精度长度测量装置处放置数据服务器，完成数据库功能，服务器运行Windows Server 2003操作系统，数据库软件采用SQL Server 2005，采用Visual Studio 2005作为开发软件。

6.根据权利要求1所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，其特征在于所述的测量的长度以mm为单位，重量使用“g”为单位，满足通用软件运算能力，满足生产线设计寿命的全部产能，长度和重量数据有13位以上精度，在人机界面上使用由它们变换的“Kg”、“T”、“M”、“Km”等常用单位。

7.根据权利要求1所述的高频直缝焊管生产线实时信息管理系统，其特征在于所述的PLC系统采用西门子高档系列PLC系统。