CN101751021B

CN101751021B - 一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法

Info

Publication number: CN101751021B
Application number: CN2008102300166A
Authority: CN
Inventors: 张巍; 范光明; 杨志宁
Original assignee: Ansteel Engineering Technology Corp Ltd
Current assignee: Ansteel Engineering Technology Corp Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: CN101751021A

Abstract

本发明公开一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，该方法对生产线进行设备电气控制分区和单支管跟踪分区；加装的无缝钢管生产信息采集装置有QAS装置、在线钢管喷标机、在线钢管标签机、下线钢管管号读取识别机；并将生产线各单体设备一级PLC及其上位机通过以太网连接到服务器上，并建立数据库系统；服务器通过以太网用OPC方式访问各区域单体设备的一级PLC，用数据库方式访问各区域单体设备上位机。本发明解决以往无缝钢管生产中只能做到按批跟踪的问题，实现对无缝钢管生产中每一支钢管从原料管坯上线到成品钢管下线全过程的实际运行位置、各单体设备原始设定信息、实际生产信息的实时跟踪记录，满足用户和生产厂对单支管生产信息跟踪的实际需要。

Description

一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种无缝钢管生产过程信息跟踪技术，尤其是一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法。

背景技术

无缝钢管生产工艺工序复杂，设备种类繁多，尤其是石油管的生产，主要设备通常由十多家甚至几十家设备供应商提供，各单体设备虽由前后工序紧密相联，但均独立完成各自动作，各自有着独立的一级PLC及其上位机(含单体设备数学模型系统)及通讯软件，形式通常五花八门、互不相同。

目前全世界范围内没有一家设备供应商能够提供从管坯锯、环形炉、穿孔机、抗氧化站、芯棒预热炉、高压水除鳞、连轧管机、再加热炉、定减径机、冷床，到排管锯、矫直机、探伤机、通棒机、水压机、倒棱机、涂油机、管坯测长称重、成品管测长称重、在线喷标机、在线标签机等全线无缝钢管生产设备，同时也就无法提供涵盖全部设备的以全过程在线钢管生产信息实时跟踪为特征的一整套计算机系统。

无缝钢管生产尤其是石油管生产不像热轧等生产线，其工艺工序繁杂，每条生产线设备构成互不相同，不同设备工艺控制联锁要求和检测装置布置千差万别，轧线上每一时刻不同位置存在不同物料形态(如倍尺管坯、定尺管坯、毛管、荒管、成品倍尺钢管、成品定尺钢管)，非常多的目标对象需要同时跟踪，比如管坯准备区有正在上线的倍尺管坯，环形炉内有正在加热的定尺管坯，穿孔机内有正在穿孔的管坯，连轧管机内有正在轧制的毛管，微张减机内有正在减径的荒管，冷床区有正在冷却的成品倍尺钢管，排管锯正在将单支母管锯切成多支定尺钢管(即子管)，分别进入矫直机进行逐一矫直，再进行探伤、外表面检查、人工全面检查、成品管测长称重、通棒、水压、倒棱、涂油等后部工序。

无缝钢管生产线要实现对每一支钢管在生产线上全过程实际运行位置、各单体设备原始设定信息、实际生产信息的实时跟踪记录非常困难。

目前国内外无缝钢管生产(含石油管生产)对钢管生产信息跟踪通常是“按批”进行的，“按批”事先设定，实际生产记录每一批次生产全过程各单体设备具体工艺参数的设定值，没有达到实时跟踪生产全过程“每一批次”内“每一支钢管”实际生产顺序号、实际轧制和生产信息的程度。

具体做法通常是先根据所生产的不同钢种、成品钢管规格、理论计算公式及实际生产经验，倒排出每一种规格成品钢管的工艺流程卡片(内有生产线上每一个单体设备的工艺参数设定)，再根据实际生产计划，对“每一批次”各单体设备的工艺参数事先输入各单体设备的一级PLC或上位机。当“A钢管”进入某一控制分区单体设备时，这一单体设备由其一级PLC和上位机(含单台设备的数学模型系统)根据事先设定好的工艺参数，控制设备完成相应动作。

当“A钢管”出前一台单体设备时，由前一台单体设备一级PLC或上位机通过网络或硬线等通讯方式告知后一台单体设备一级PLC或上位机做好准备，而“A钢管”属于本批次内的第几支钢管以及实际生产信息，各单体设备一级PLC或上位机均不做记录。

为了防止不同批次的钢管生产时混批，目前国内外无缝钢管生产(含石油管生产)在上一批和下一批之间通常采用人工填加“管头”等办法，人工干预隔开。

目前国内外无缝钢管生产，对钢管生产信息跟踪采用“按批”跟踪，能够知道正在生产的是哪一批次的，合同号是哪个，但不能分清和记录某一具体时刻环炉内正在加热的管坯，穿孔机内正在穿孔的管坯，连轧管机内正在轧制的毛管，微张减机内正在减径的荒管分别是本批次的第几支钢管，更不能分清排管锯切成的多根定尺管(即子管)的原始母管是哪一支。

这种生产方式无法满足高端用户对单支管生产信息要有记录和可追溯性，以及生产厂为提高钢管质量对每支管生产情况要进行分析的实际需要。这给生产厂家分析解决生产中每时每刻存在的工艺设备问题，以及如大型油田等重要用户在使用石油管和油套管中出现质量异议分清责任方带来很大难度。石油管生产厂通常没有每批中单支管的实际生产信息，出现质量争议时很难判定是生产中出现的质量问题，还是用户使用中出现的问题，发生质量异议时很难判定责任方，石油管生产方经常为此蒙受许多不应有的损失。

“如何在无缝钢管生产线上，尤其是石油管生产线上，实现对单支管生产信息的实时跟踪”成为困扰无缝钢管生产行业尤其是石油管生产行业的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，解决以往无缝钢管生产过程中只能按批跟踪的问题，实现对无缝钢管生产中每一支钢管从原料管坯上线到成品钢管下线全过程的实际运行位置、各单体设备原始设定信息、实际生产信息的实时跟踪记录，以满足用户和生产厂对单支管生产过程信息跟踪的实际需要。

本发明的目的是这样实现的，根据无缝钢管生产工艺特征对生产过程进行设备电气控制分区和单支管跟踪分区，在不同区域内布置相应的检测跟踪采集装置和元器件，并与该区域内各单体设备一级PLC相连；为保证信息流完整并与物流一一对应，加装的无缝钢管生产信息采集装置有QAS(QUALITYASSURANCE SYSTEM)装置、在线钢管喷标机、在线钢管标签机、下线钢管管号读取识别机；在无缝钢管生产信息采集装置支持下，建立了单支管跟踪策略和系统集成方法。

本发明的系统集成方法：将各单体设备相互独立的一级PLC及其上位机通过以太网连接到服务器上，服务器中建立数据库系统，数据库中主要建有跟踪数据表、跟踪指针表和跟踪关系表；服务器通过以太网用OPC(OLE FOR PROCESS CONTROL)方式访问各区域单体设备的一级PLC，用数据库方式访问各区域单体设备上位机。

本发明的软件跟踪策略：各区域单体设备一级PLC对本区域布置的检测元器件的特征状态及组合状态进行实时扫描，自动判别单支管运行方向和实际运行位置，单支管跟踪起始点位于管坯准备区，当单支管进入该区域时，数据库系统自动对母管进行编号，并作为关键字存储到数据库的指针表中，同时根据母管实际运行的位置自动接收单支管跟踪区域内不同设备PLC的实际生产信息，将跟踪的数据自动存储到所对应的数据表中；当母管经排管锯锯切后，数据库系统自动对子管进行编号，并作为关键字存储到数据库的指针表中，同时对子管跟踪数据进行自动存储，通过在线钢管喷标机和在线钢管标签机对生产线上每一批内每一支钢管的管号进行自动跟踪识别及标记，通过管号读取识别机读取已下线的每一支成品钢管全过程生产信息，当本区域单支管跟踪结束后，跟踪数据表和跟踪指针表自动移动到下一个跟踪区域。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和积极效果：

1、可对无缝钢管(含石油管)生产中单支钢管(含下线管)全过程生产信息进行实时跟踪记录。

2、满足高端用户对每支钢管生产信息要有跟踪记录和可追溯性的实际需要，便于分析处理质量异议，分清责任方。

3、满足生产厂为提高无缝管特别是石油管质量对每支成品管生产过程信息要有跟踪记录和分析的实际需要。

4、有利于优化工艺设备运行参数，提高产品质量，开发高附加值品种。

附图说明

图1为本发明的硬件配置结构示意图；

图2为本发明的母管跟踪原理图；

图3为本发明母管切成子管的跟踪原理图；

图4为“一种无缝钢管生产工艺”流程图(包括生产线不同区域生产过程信息采集装置)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的硬件配置结构示意图

本发明一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，硬件部分由客户机和服务器组成。服务器通过磁盘阵列技术保证数据的完整性。服务器工作方式为一工一备。在备用计算机上可以离线进行系统软件开发。客户机设置于各操作室与计算机室内实现人机交互功能。该系统网络连接采用星形连接。每台服务器安装以太网卡，用于网络通讯。

如图1所示，本发明一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，将各区域单体设备相互独立的一级PLC及其上位机通过以太网连接到服务器上，并在服务器中建立数据库系统；对生产线进行设备电气控制分区和单支管跟踪分区，在不同区域内布置相应的检测跟踪采集装置和元器件，并与所在区域各单体设备一级PLC相连接。

如图1所示，本发明将整条生产线划分为4个单支管跟踪区域，分别为管坯准备加热区、轧制变形区、精整1区、精整2区。管坯准备加热区：管坯上料开始，到出炉辊道结束。轧制变形区：穿孔机前台开始，到微张力定径机出口辊道结束。精整1区：1#冷床入口辊道开始，到在线探伤机出口辊道结束。精整2区：外表面检查台入口辊道开始，到涂油机下料结束。

单支管在生产线上的物料形态可分为以下几种：

管坯：穿孔前物料的形态；

毛管：穿孔后物料的形态；

荒管：脱管机后物料的形态；

钢管：定径机后物料的形态；

子管：排管锯切后物料的形态。

母管具体有四种物料形态，在生产中不同区域分别称为管坯、毛管、荒管和钢管。管坯准备加热区为管坯，轧制变形区为毛管、荒管、钢管，精整1区为钢管和子管。精整2区为子管。

通常情况下，从管坯到钢管(母管)是一对一的关系，从钢管(母管)到子管是一对多关系。根据各区域物料形态的不同，本发明将整个生产线的物料跟踪划分为母管跟踪和子管跟踪两部分，跟踪原理分别概述如下：

1、母管的跟踪原理，如图2所示。

如图2所示，在管坯准备加热区、轧制变形区、精整2区对单支管跟踪基本原理相同：当单支管运行到本区域，数据库系统自动扫描检测，通过各单体设备一级PLC检测本区域不同部位HMD、CMD、磁性开关等检测元件的组合状态(是ON还是OFF)，从而自动判别钢管运行方向和钢管实际运行位置，同时自动接收跟踪区域内不同设备PLC的实际生产信息，自动生成母管跟踪关键字，对跟踪数据进行自动存储。当本区域单支管跟踪结束后，跟踪数据表和跟踪指针表自动移动到下一个跟踪区域。

母管跟踪与数据管理范围：从单支管进入管坯准备区起，到单支管出冷床区为止。系统对于每一根进入生产线的管坯(从锯后中间运输辊道到排管锯剪切前)通过母管数据表和母管跟踪指针表来管理。每一个管坯对应一个母管数据记录和母管跟踪指针。

单支管数据库系统接收到单根管坯上线(翻入锯后管坯中间运输辊道)信号后，为其设置相应的钢管号，在母管数据表和母管跟踪指针表内分别建立一个母管数据记录和母管跟踪指针。当母管在生产线上移动时，母管的跟踪指针会在跟踪指针表内移动，用来指出母管当前所在的位置。

母管号定义：由(批号+批内轧制顺序号)组成，它可以唯一确定每支钢管。

母管数据表：存放钢管在此阶段的计算数据及所获得的实测数据。

母管跟踪指针表：实时记录母管在生产线实际运行位置。

母管跟踪属于本发明一般情况下的单支管跟踪，分正常情况下跟踪和特殊情况下跟踪两种情况。

正常情况下母管跟踪：单支母管由上一区域单体设备进入下一区域单体设备时，钢管顺序是“先进先出”，每支钢管前后位置和顺序不发生变化。

特殊情况下的母管跟踪：环炉和冷床单支管跟踪这两种情况比较特殊，钢管顺序可能是“先进后出”，每支钢管前后位置和顺序可能有变化。

当环炉采用双排方式上料时，第一根管坯A₁入炉时靠进炉膛(远离炉门)，第二根管坯A₂入炉时靠进炉门。当出炉时，第二根管坯A₂先出，第一根管坯A₁后出。

针对环炉有时采用双排上料情况，数据库系统在靠炉内和靠炉外分别建立两个单支钢管跟踪队列，通过每个队列的跟踪指针移动，实现对入炉和出炉的每一支钢管位置实时跟踪记录。

在冷床上当一列齿内的三支钢管完成冷却准备出冷床时，第一根先进冷床的钢管B₁最后出冷床，第三根最后进冷床的钢管B₃最先出冷床。

针对冷床上述情况，数据库系统在冷床区分别建立3个单支钢管跟踪队列，通过每个队列的跟踪指针移动，实现对进出冷床的每一支钢管位置实时跟踪记录。

2、子管的跟踪原理，如图3所示。

子管跟踪属于本发明特殊情况下的单支管跟踪。子管跟踪与数据管理范围：从排管锯剪切成子管起，到子管下线为止。

钢管在排管锯被切成子管后，通过子管数据表和子管跟踪指针表来实现的。每一根子管对应一个子管数据记录和子管跟踪指针。

当数据库系统通过排管锯一级PLC接收到子管切割信号后，为每个子管建立相应的管号、子管数据记录和子管跟踪指针。当子管在生产线上移动时，子管的跟踪指针会在跟踪指针表内移动，用来指示子管当前所在的位置。子管数据表，用于存放子管在经过生产线各区域(排管锯剪切后)的计算数据及所获得的实测数据。

子管号定义：子管号是由(批号+批内轧制顺序号+子管切割顺序号)组成，它可以唯一确定每一根子管。

子管数据表：存放子管在此阶段的计算数据及所获得的实测数据。

子管跟踪指针表：实时记录子管在生产线实际运行位置。

如图3所示，母管被锯切成多根子管的跟踪过程是这样的，当母管经冷床冷却后，由冷床出口下料装置下料，进入精整1区，数据库系统自动扫描检测，通过各单体设备一级PLC检测本区域不同部位CMD、磁性开关等检测元件的组合状态(是ON还是OFF)，从而自动判别钢管运行方向和钢管实际运行位置，同时自动接收跟踪区域内排管锯PLC传来的锯切信息，母管号由批号+批内轧制顺序号组成，其末尾自动填加子管切割顺序号构成子管号，切后自动生成子管号和子管跟踪关键字，并对子管跟踪数据进行自动存储。

对母管被切成多个子管后，原始母管“切头和切头长度”信息，不记录在各“子管”数据表内，而是记录在“母管”数据表内，便于统计成材率用。

本支子管跟踪结束后，本支子管跟踪数据表和跟踪指针表自动移动到下一个跟踪区域，并通过数据库系统将本支子管跟踪结果信息自动传给单支管质量分析控制系统进行分析处理，同时准备对下支子管进行自动跟踪。

3、单支管跟踪原则

对于各区域的在线物料，本系统跟踪物料的头部，只要物料的头部位于哪个区域，即确定物料位于哪个区域。当实际的物料位置与计算机跟踪的位置有误差时，操作人员必须通过HMI修正。

对于各区域的下线物料，本系统将所有剔料数据保存在数据库中的剔料数据表内，对于有回线可能的剔料，操作工要将剔料的管号标于管上，当处理后的物料返回生产线时，操作工可以通过在剔料数据中选择，也可以直接在画面中输入管号将物料归队。剔料数据在数据库中保存一段时间后自动删除。随着单支管在生产线上移动，跟踪指针会随之在不同区域内移动，实现对单支管的实时跟踪。

如图4所示，为本发明的一个具体实施例的工艺流程图，包括生产线不同区域生产过程信息采集装置。

倍尺管坯运入管坯库存放，根据生产计划将管坯吊到管坯上料台架，经管坯锯切定尺，管坯区中间辊道运输，到管坯测长称重装置进行在线测长称重后，管坯装入环形炉内加热，加热好的管坯经“弧形辊道”运送到穿孔机前台，由大角度菌式穿孔机穿轧成毛管，经星形翻料钩翻到抗氧化站，对毛管内部吹氮气硼砂防止氧化，经机械手横移，将毛管移到连轧管机前台，在线穿芯棒后，经高压水除鳞，1架空减机减径，5机架连轧，到3架脱管机脱管。

轧后的荒管经脱管机后输出辊道运送、回转臂横移，进定径前中频感应炉加热后，进14架微张力定径机轧成倍尺钢管(母管)，经1^#步进式冷床预冷和2^#步进式冷床主冷后，由2^#冷床双侧下料装置下料，分别进1^#和2^#排管锯，锯切成定尺钢管(子管)，再分别进1^#和2^#矫直机矫直后，成品管(子管)依次翻入矫直机后二流合一辊道，经运送翻入钢管横移台架，对钢管内部进行抽吸灰后，进漏磁探伤机探伤，自动喷标机喷管号，成品管经外表面检查、人工全面检查、成品管测长称重后，根据用户需求可在1^#成品管下料位下线。

需通棒检查的钢管，经通棒机通棒检查合格后，根据用户需求可在2^#成品管下料位下线。需打压测试的钢管，进1^#或2^#水压机打压测试，水压测试合格后的钢管经倒棱机倒棱、涂油机涂油后，在3^#成品管下料位下线。

为确保无缝管产品质量，结合不同工序可能出现的废料情况，在管坯锯后收集台架、管坯测长称重废料返回辊道末端、出炉辊道末端、连轧管机前台、脱管机出口辊道末端、矫直机后二流合一辊道末端、外表面检查台入口、成品管测长称重装置前、通棒机出口辊道末端、水压机和倒棱机中间辊道、倒棱机出口台架上均设置废料收集筐。对生产线上不同部位产生的废料管号和剔除信息，本发明也能够进行自动跟踪记录，并通过数据库系统传给单支石油管质量分析控制系统进行实时数据分析和设定数据优化。

比如生产线上的某一根母管为“A001”批次，批内轧制顺序号为第177根，本发明的数据库系统自动生成该母管号为“A001-177”。当母管“A001-177”被1#排管锯切成3根子管，子管号自动生成，分别为“A001-177.1-1”、“A001-177.2-1”、“A001-177.3-1”。其中管号“A001-177.1-1”代表其母管号为“A001-177”、被1^#排管锯锯切的第一支子管。管号“A001-177.2-1”代表其母管号为“A001-177”、被1^#排管锯锯切的第二支子管。

比如“A001-177.3-1”它意味着母管为“A001”批次，批内轧制顺序号为第177根，被1#排管锯切成的第3支子管，该支子管的完整跟踪记录应记载下列生产过程信息，母管在准备区、加热区、穿孔区、连轧管区、定径区、冷床区的初始设定值和实际生产值，以及母管被切成子管后在排管锯区、矫直机区、探伤区、检查区、通棒机区、水压机区、倒棱机区、涂油机区中的初始设定值和实际生产值，比如管坯的长度和重量，管坯出炉温度，穿孔机电流、转速、轧制力，穿孔机出口毛管长度、温度、外径、壁厚，毛管内部喷硼砂量、喷吹时间，每架连轧管机电流、转速、轧制力，脱管后荒管长度、温度、外径、壁厚，中频炉入口和出口温度，定径机电流、转速、轧制力，定径后母管长度、温度、外径、壁厚，母管在冷床运行位置和冷却时间，母管被哪台排管锯锯切成子管的；子管顺序号，排管锯切头和切尾长度，子管由哪台矫直机矫直的，子管矫直速度、辊缝设定值、矫直力，子管探伤后有无缺陷、缺陷位置及类型，子管测长和称重结果，子管通棒检查结果，子管进哪台水压机和水压结果信息，子管倒棱结果信息，子管涂油结果信息，每支下线管的下线原因、下线位置和实际轧制生产信息等。

如表1所示，为实现单支管跟踪控制，生产线划分了14个设备控制分区，具体情况如下：

表1 无缝管生产线设备电气控制分区

序号	控制分区	具体区域名称
			1	A区	管坯上料准备区
2	B区	管坯加热区

3	C区	穿孔机区
			4	D区	连轧管区
5	E区	微张力定径区
			6	F区	冷床区
7	G区	排管锯区
			8	H区	矫直机区
9	J区	探伤机区
			10	K区	钢管检查区
11	L区	通棒机区
			12	M区	水压机区
13	N区	倒棱机区
			14	P区	涂油机区

上表中每个控制分区内可以有一台或多台单体设备。单支钢管在每一个控制分区内的位置跟踪由分区内各单体设备一级PLC和上位机完成。

具体来说，在每一控制分区内单体设备本体、其前后辊道、前后上下料台架及转臂移钢机和拨料挡料器上，根据实际需要可以布置有热金属检测器、冷金属检测器、磁性开关、接近开关等各种检测元器件，通过实时扫描检测分区内各种检测元件的特征状态和组合状态，由分区内单体设备一级PLC和上位机自动判别钢管所在本区域内的具体位置。

当某一批内某一支钢管出上一个区域要进下一个区域时，由上一区域内的单体设备一级PLC或上位机通过网络或硬线等通讯方式告知下一区域单体设备一级PLC或上位机，服务器通过以太网用OPC方式访问各区域单体设备的一级PLC，用数据库方式访问各区域单体设备的上位机。

如图4所示，为实现单支管跟踪控制，在对生产线上所有设备进行电气控制分区基础上，又将整条生产线划分为四个单支管跟踪分区，分别为：

1、管坯准备加热区：从管坯上料开始，到出炉辊道结束。

2、轧制变形区：从穿孔机前台开始，到微张力定径机出口辊道结束。

3、精整1区：从1#冷床入口辊道开始，到在线探伤机出口辊道结束。

4、精整2区：从外表面检查台入口辊道开始，到涂油机下料结束。

如图4所示，划分无缝管生产线设备电气控制分区和单支管跟踪控制分区，是以无缝管生产具体工艺流程、生产线具体设备组成、单支管生产全过程信息数据跟踪采集需要为基本原则。

如图4所示，为实现单支管跟踪，针对目前国内外无缝管生产线钢管生产信息在线跟踪采集和检测手段不完备的特点，生产线加装了无缝钢管生产信息跟踪采集装置，实时跟踪采集单支管全部生产信息，具体情况如下：

1、在探伤机出口设有在线喷标机，能自动跟踪记录并喷出具有“唯一性”和“身份识别”特征的每一支钢管管号。

2、在人工全面检查台出口设有在线钢管标签机，对每一支钢管的管号以“条码”形式进行标识，并通过管号读取识别机(即条码机)，对每一支成品钢管的全过程生产信息进行读取。

3、脱管机后和定径机后各设有一套QAS(QUALITY ASSURANCESYSTEM)装置，实现对每一支钢管实际生产信息(如壁厚、长度、外径、温度)的自动跟踪检测记录。

4、在入炉前设有管坯测长称重装置，对入炉管坯的长度和重量自动检测和记录，不合格的管坯及时剔除，便于统计成材率。

5、在人工全面检查台出口通棒机前，设有成品管测长称重装置，对成品管的长度和重量自动检测和记录，便于统计成材率。

6、矫直机后设有在线探伤机，实现成品钢管内外缺陷的自动检测记录。

7、在管坯上料台架、管坯锯后台架、外表面检查台、人工全面检查台等处每段斜臂条台架的前端翻料位和后端满料位均设有检测钢管有无的磁性开关(焊在该处斜臂条下)，能够对台架上移动的单支钢管进行自动跟踪检测，便于自动控制该段斜臂条台架前后翻料装置的动作。

8、在环形炉出口、穿孔机入口和出口、连轧管机入口、脱管机出口、芯棒预热炉入口和出口、定径前中频炉入口和出口、定径机入口和出口设有高温计，即作为钢管温度检测用，又与各区域内热金属检测器、冷金属检测器、磁性开关等多种检测元件相配合实现单支管全线跟踪。

如图4所示，为实现单支管跟踪，本发明的一个具体实施例对每一支钢管生产过程信息的跟踪记录是采用Visual Studio.Net编程语言访问Oracle数据库实现的。具体说，就是使用Visual Studio.Net编程语言把所有与Oracle数据库操作有关的功能(如建立与数据库的连接、打开数据库、关闭数据库、读取数据库、建立数据库集、执行SQL语句等)都封装到一起，做成一个类库。单支管跟踪等应用程序通过调用该类库实现对“Oracle”数据库的实时访问。

服务器通过工业以太网采用OPC和数据库两种方式访问各区域单体设备的一级PLC和上位机，实时采集记录每一支钢管在各单体设备的原始工艺设定参数、实际生产信息、自动编排生成每一批次内每一支钢管的管号。

具体来说，服务器通过工业以太网用OPC方式访问各区域单体设备的一级PLC，以数据库方式访问各区域单体设备的上位机。数据库管理主要通过建立不同形式跟踪数据表、跟踪指针表、跟踪关系表来实现。

Claims

1.一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，其特征在于：根据无缝钢管生产工艺特征对生产过程进行设备电气控制分区和单支管跟踪分区；加装无缝钢管生产信息采集装置；在无缝钢管生产信息采集装置支持下，构建单支管生产过程信息系统集成方法，建立基于针对单支管跟踪分区物流特征的单支管跟踪策略；设备电气控制分区包括管坯上料准备区、管坯加热区、穿孔机区、连轧管区、微张力定径区、冷床区、排管锯区、矫直机区、探伤机区、钢管检查区、通棒机区、水压机区、倒棱机区、涂油机区；单支管跟踪分区是在设备电气控制分区基础上进行划分的，包括从管坯上料开始到出炉辊道结束的管坯准备加热区，从穿孔机前台开始到微张力定径机出口辊道结束的轧制变形区，从冷床入口辊道开始到在线探伤机出口辊道结束的精整1区，从外表面检查台入口辊道开始，到涂油机下料结束的精整2区。

2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，其特征在于：所述加装的无缝钢管生产信息采集装置包括在探伤机出口设置在线钢管喷标机，在人工全面检查台出口设置在线钢管标签机，在各成品管操作室设置下线钢管管号读取识别机，在脱管机后和定径机后各设置一套QAS装置。

3.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，其特征在于：所述的系统集成方法是将各单体设备相互独立的一级PLC及其上位机通过以太网连接到服务器上，服务器中建立数据库系统，数据库中主要建有跟踪数据表、跟踪指针表和跟踪关系表；服务器通过以太网用OPC方式访问各区域单体设备的一级PLC，用数据库方式访问各区域单体设备上位机。

4.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，其特征在于：所述的软件跟踪策略是各区域单体设备一级PLC对本区域布置的检测元器件的特征状态及组合状态进行实时扫描，自动判别单支管运行方向和实际运行位置，单支管跟踪起始点位于管坯准备区，当单支管进入该区域时，数据库系统自动对母管进行编号，并作为关键字存储到数据库的指针表中，同时根据母管实际运行的位置自动接收单支管跟踪区域内不同设备PLC的实际生产信息，将跟踪的数据自动存储到所对应的数据表中；当母管经排管锯锯切后，数据库系统自动对子管进行编号，并作为关键字存储到数据库的指针表中，同时对子管跟踪数据进行自动存储，通过在线钢管喷标机和在线钢管标签机对生产线上每一批内每一支钢管的管号进行自动跟踪识别及标记，通过管号读取识别机读取已下线的每一支成品钢管全过程生产信息，当本区域单支管跟踪结束后，跟踪数据表和跟踪指针表自动移动到下一个跟踪区域。

5.根据权利要求4所述的一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，其特征在于：母管号由批号+批内轧制顺序号组成，其末尾自动填加子管切割顺序号构成子管号。

6.根据权利要求4所述的一种无缝钢管生产过程信息跟踪方法，其特征在于：环炉双排上料和冷床多根进料时，单支钢管跟踪存在“先进后出”的情况，数据库系统采用分别建立单支钢管跟踪队列的方法，实现对上述区域单支管位置的实时跟踪。