一种球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统与流程

本发明属于钢铁工厂离散物流跟踪技术领域，特别涉及一种球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统。

背景技术：

目前，球墨铸铁管生产一般采用管身喷字写字的方式来标识出球管的规格型号、耐压等级、管号等信息，很容易因喷涂方位不合适、长时间使用后被刮掉或涂抹掉而造成无法辨识，进而为球管出现问题时进行生产、质量回溯造成困难。生产过程中为了保证对球管的追踪，在管身上需要频繁地人工进行写号换号操作，经常发生混号事件，人工处理耗费大量时间，增加了生产成本。同时，球墨铸铁管生产线要实现对每一支球管在生产线上全过程实际运行位置、各生产工序设备工艺参数和球管质量信息的实时跟踪记录非常困难。

球墨铸铁管生产现有的管号跟踪方式，无法实现记录和追溯单支球墨铸铁管生产信息的要求，也不能实现对每支球墨铸铁管生产情况进行分析以便提高产品质量的目标。如何在球墨铸铁管生产线上，实现对单支球管生产信息的全过程实时跟踪，进而优化生产运营调度和工艺设备运行参数、提高球管质量成为困扰球墨铸铁管生产行业的一大难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统，用于解决上述技术问题，实现对球墨铸铁管生产全过程的实时跟踪和数据采集。

本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法，生产区包含制芯区、离心机区、退火炉区、喷锌区、水压机区、水泥内衬区、喷沥青区、固化炉区、喷号区、包装区，还包括工业以太网络、服务器以及砂芯刻字系统、球管承口铸字自动识别系统、数据采集终端、球管物流跟踪与数据采集系统和数据库系统。

本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法，砂芯刻字系统位于制芯区或离心机区，在每个砂芯上刻上唯一性的字符组合，字符可以是球管的管号、规格型号、耐压等级等。离心机区浇铸后在球管承口铸上永久铸字。

本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法，球管承口铸字自动识别系统分别部署在离心机区、退火炉区、喷锌区、水压机区、水泥内衬区、喷沥青区、固化炉区、喷号区、包装区。

本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法，还包括喷号机，用于在球管上喷涂管号。

实现本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统，所述服务器中建立有球管物流跟踪与数据采集系统、数据库系统，所述数据库系统包括球管管号分配表、球管实时工序表和球管生产数据表，所述球管管号分配表用于为每个砂芯分配唯一性的字符组合，所述球管实时工序表用于存放球管在生产线上当前所在工序，所述球管生产数据表用于存放数据采集终端在各工序所获得的生产实测数据，所述球管物流跟踪与数据采集系统用于匹配球管铸字与上述除制芯区、喷号区外八个区生产实测数据。

本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统，所述服务器包括主网络服务器、备用网络服务器。

本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统，包括如下步骤：

S1、当砂芯放到砂芯刻字系统后，数据库系统的球管管号分配表自动为砂芯分配唯一性的字符组合（也就是球管编号），通过工业以太网络传递到砂芯刻字系统后完成砂芯刻号；

S2、已刻号砂芯拿到离心机上生产时，在球管承口铸上砂芯所刻编号；

S3、球管出离心机后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集离心机中存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与离心机生产数据；

S4、球管进入退火炉区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集退火炉区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与退火炉区生产数据；

S5、球管进入喷锌区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集喷锌区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与喷锌区生产数据；

S6、球管进入水压机区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集水压机区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与水压机区生产数据；

S7、球管进入水泥内衬区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集水泥内衬区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与水泥内衬区生产数据；

S8、球管进入喷沥青区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集喷沥青区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与喷沥青区生产数据；

S9、球管进入固化炉区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集固化炉区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与固化炉区生产数据；

S10、球管进入喷号区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络传递球管编号信息给喷号区的喷号机，喷号机在球管管身喷涂球管编号信息；

S11、球管进入包装区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集包装区中存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与包装区生产数据，最后成品球管打包下线。

本发明的优点在于：

1、可对球墨铸铁管生产中单支球管全过程生产信息进行实时跟踪记录；

2、满足生产厂对每支成品管生产情况进行分析的需要，便于分析处理质量异议；

3、有利于下步优化生产运营调度和工艺设备运行参数，提高产品质量，降低生产成本；

4、无需工人再进行写号换号喷号操作，减轻工人劳动强度，裁减人力，降低人力成本。

附图说明

图1为本发明的硬件配置结构示意图。

图2为本发明的球墨铸铁管生产过程工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，本发明的球墨铸铁管生产过程跟踪方法，生产区包含制芯区（001）、离心机区（002）、退火炉区（003）、喷锌区（004）、水压机区（005）、水泥内衬区（006）、喷沥青区（007）、固化炉区（008）、喷号区（009）、包装区（010），还包括工业以太网络（011）、服务器（012）以及砂芯刻字系统（01）、球管承口铸字自动识别系统（02）、数据采集终端（03）、球管物流跟踪与数据采集系统（04）和数据库系统（05）。

砂芯刻字系统（01）位于制芯区（001）或离心机区（002），在每个砂芯上刻上唯一性的字符组合，字符可以是球管的管号、规格型号、耐压等级等。离心机区（002）浇铸后在球管承口铸上永久铸字。

球管承口铸字自动识别系统（02）分别部署在离心机区（002）、退火炉区（003）、喷锌区（004）、水压机区（005）、水泥内衬区（006）、喷沥青区（007）、固化炉区（008）、喷号区（009）、包装区（010）。

所述球墨铸铁管生产过程跟踪方法，还包括喷号机（06），用于在球管上喷涂管号。

所述服务器（012）中建立有球管物流跟踪与数据采集系统（04）、数据库系统（05），所述数据库系统（05）包括球管管号分配表、球管实时工序表和球管生产数据表，所述球管管号分配表用于为每个砂芯分配唯一性的字符组合，所述球管实时工序表用于存放球管在生产线上当前所在工序，所述球管生产数据表用于存放数据采集终端（03）在各工序所获得的生产实测数据，所述球管物流跟踪与数据采集系统（04）用于匹配球管铸字与上述除制芯区（001）、喷号区（009）外八个区生产实测数据。

所述服务器（012）包括主网络服务器（07）、备用网络服务器（08）。

本发明硬件部分由服务器和砂芯刻字系统、球管承口铸字自动识别系统和数据采集终端组成。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。砂芯刻字系统设置在制芯区或离心机区，在每个砂芯上刻上唯一性的字符组合；球管承口铸字自动识别系统分别部署在离心机区、退火炉区、喷锌区、水压机区、水泥内衬区、喷沥青区、固化炉区、喷号区、包装区的关键设备前，用于识别球管承口的铸字。该系统工业以太网络采用星形连接，将位于十个区的砂芯刻字系统、球管承口铸字自动识别系统和数据采集终端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和球管物流跟踪与数据采集系统。

砂芯刻字系统位于制芯区或离心机区，在每个砂芯上刻上唯一性的字符组合，字符可以是球管的管号、规格型号、耐压等级等。每个砂芯在离心机区浇铸后在球管承口铸上永久铸字，也就是球管编号。

单支球管在每个区的跟踪由区域内的球管承口铸字自动识别系统和服务器来完成。当某一只球管进入某个区域时，设置在此区域关键设备前的球管承口铸字自动识别系统会自动识别球管承口上的编号信息并上传到服务器，服务器中球管物流跟踪与数据采集系统通过工业以太网络触发数据采集终端采集本区域内关键设备中存储的球管生产信息。

单支球管跟踪起始点位于离心机运管小车上轨道处，当单支球管进入该区域时，球管承口铸字自动识别系统自动识别单支球管编号并上传到服务器上，存储到数据库的球管实时工序表中；服务器根据球管实际所处区域通过工业以太网络触发数据采集终端采集对应离心机中存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与离心机中生产信息。单支球管运行到下一区域，球管承口铸字自动识别系统继续自动识别球管编号，服务器继续触发数据采集终端采集该区域关键设备中存储的球管生产信息并匹配球管编号。并且，通过喷号机对生产线上每一根球管的管号进行自动标记。

球管生产跟踪与数据采集范围：从单支球管出离心机起，到单支球管出包装区为止。

如图2所示，为本发明对应的球墨铸铁管生产过程工艺流程图。

首先由砂芯刻字系统在砂芯上刻出唯一性的编号，然后砂芯运送到离心机进行浇铸，球管出离心机后进入退火炉，在退火炉内依次经过加热段、保温段、快冷段和缓冷段后通过转运平车移至喷锌机前轨道上，再到喷锌机上喷锌，然后到水压机打水压；试压合格的球管由内衬机在内壁上衬一层水泥，再由喷沥青机在外壁上喷一层沥青，然后进行固化、喷号，最后成品球管打包下线。

比如生产线上的某一根球管管号为“0100-12345”，代表其为某一年度内生产的规格为DN100的第12345根球管，该支球管的完整跟踪记录应记载下列生产过程信息：生产球管对应的离心机、生产时间和所属批次及顺序号、离心机工艺参数；球管在退火炉中的加热段、保温段、快冷段、缓冷段温度曲线；喷锌量、管重等；水压试验打压压力及保压时间等；水泥内衬的离心时间等；喷沥青量、喷涂泵工作压力等；固化温度曲线；喷号信息、打包装号等。

一种球墨铸铁管生产过程跟踪方法及数据采集系统，包括如下步骤：

S1、当砂芯放到砂芯刻字系统后，数据库系统的球管管号分配表自动为砂芯分配唯一性的字符组合（也就是球管编号），通过工业以太网络传递到砂芯刻字系统后完成砂芯刻号；

S2、已刻号砂芯拿到离心机上生产时，在球管承口铸上砂芯所刻编号；

S3、球管出离心机后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集离心机中存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与离心机生产数据；

S4、球管进入退火炉区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集退火炉区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与退火炉区生产数据；

S5、球管进入喷锌区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集喷锌区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与喷锌区生产数据；

S6、球管进入水压机区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集水压机区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与水压机区生产数据；

S7、球管进入水泥内衬区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集水泥内衬区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与水泥内衬区生产数据；

S8、球管进入喷沥青区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集喷沥青区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与喷沥青区生产数据；

S9、球管进入固化炉区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集固化炉区存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与固化炉区生产数据；

S10、球管进入喷号区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络传递球管编号信息给喷号区的喷号机，喷号机在球管管身喷涂球管编号信息；

S11、球管进入包装区后，球管承口铸字自动识别系统读取球管编号，并将信息通过工业以太网络上传至服务器上数据库系统的球管实时工序表；服务器通过工业以太网络触发数据采集终端采集包装区中存储的球管生产信息；服务器上球管物流跟踪与数据采集系统匹配球管编号与包装区生产数据。最后成品球管打包下线。

以上所述的实施案例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明的方法构思和技术方案前提下，本领域技术人员对本发明做出的各种变形和非实质性改进，均在本发明的保护范围之内。